WO2022258914A1 - Dispositif d'alimentation d'un récipient pour installation de traitement thermique de déchets - Google Patents

Dispositif d'alimentation d'un récipient pour installation de traitement thermique de déchets Download PDF

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WO2022258914A1
WO2022258914A1 PCT/FR2022/051043 FR2022051043W WO2022258914A1 WO 2022258914 A1 WO2022258914 A1 WO 2022258914A1 FR 2022051043 W FR2022051043 W FR 2022051043W WO 2022258914 A1 WO2022258914 A1 WO 2022258914A1
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WO
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sleeve
feeding
container according
sheath
docking
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Application number
PCT/FR2022/051043
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Inventor
Gilles QUIDOR
Pascal Rocher
Régis DIDIERLAURENT
Jean-Yves AMISSE
Laurent David
Jean-François HOLLEBECQUE
Original Assignee
Orano Recyclage
Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/44—Details; Accessories
    • F23G5/442—Waste feed arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2205/00—Waste feed arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/18—Radioactive materials

Definitions

  • the present invention relates to a supply device for a thermal waste treatment plant.
  • the heat treatment processes in question here are intended in particular to condition certain hazardous products, typically waste from the nuclear industry, in a suitable matrix before storing them. They are carried out in containers associated with heating means which bring their content to a high temperature. These thermal processes can be the following: a two-step vitrification process with calcination of the waste then melting with a glass frit in a melting pot before flowing into a container for storage and subsequent storage, or a vitrification process in a cold crucible, or even a process according to which the heat treatment of the waste and of the material of the matrix are brought to temperature directly in the container intended to be stored and stored.
  • the containers considered here and so called in the remainder of the description are generally pieces of equipment into which the waste or the material of the matrix will be fed, for example a pot, a crucible, an calciner, a container, etc.
  • Certain technical difficulties inherent in these processes relate to the feeding of the waste into the installation in which the heat treatment process is implemented. It is usual to arrange a vertical sleeve above the container, to dock it with an opening in the top of one of the containers by a downward movement of the sleeve to guarantee the confinement of the installation, to prevent the dispersion of gases and volatile particles in the environment and to pour the waste and products feeding the heat treatment process through respective conduits which terminate inside the sleeve.
  • the products feeding the heat treatment process are here defined as all the ingredients mixed to implement the heat treatment processes, therefore both the hazardous products, i.e. the waste, and the material of the matrix. of conditioning, the latter which may consist of precursors of the matrix, in particular glass precursors.
  • This material is often a glass frit, and the waste is of very diverse natures, but a significant part is viscous, sticky, very finely fragmented, or powdery. All these products are likely to foul the inner face of the wall of the sleeve instead of falling into the container. This risk of clogging is increased by the release of gases during the heat treatment, which rise in the sleeve before being evacuated, and which include fumes heavily loaded with impurities, particles which can be deposited on the inside face of the wall. of the cuff.
  • a main object of the invention is therefore to fight against fouling of the inner face of the wall of the sleeve and other surfaces of the device, while facilitating the docking of the sleeve on the container.
  • the invention in a general form, relates to a device for supplying a container for a heat treatment and waste conditioning installation, comprising a sleeve having a lower opening to dock with an upper opening of the container, a first supply line for waste to be treated being connected to the sleeve and penetrating therein, the sleeve containing a scraping tool on its inner face, characterized in that the scraping tool is a sheath with an axis parallel to the sleeve and forming a terminal section of the first line feed, and the device includes a holder for the quill, the holder having a motorized eccentric mechanism from which the quill is suspended, the eccentric mechanism moving the quill into orbits adjacent to the inner face of the cuff.
  • the scraper tool reduces or prevents clogging of the cuff. It can be active during heat treatment operations to scrape off fouling products, before they solidify.
  • JP S61-11519 A describes a waste transport installation which can be provided in particular with a rotating auger and a paddle wheel to move the waste forward, without the rotating auger seeming to have a scraping.
  • a construction favorably allowing the eccentricity of the sheath and its transverse displacement, without harming the tightness of the device is characterized in that the sheath extends beyond the cuff in a direction opposite to the lower opening, through a sealing plate at an upper end of the sleeve, the sealing plate comprising a movable plate linked to the sleeve, and a fixed plate linked to the sleeve and in front of which the movable plate moves, the fixed plate being provided with a sleeve passage opening wider than the sleeve, and a sealing device connects the fixed plate to the movable plate.
  • the eccentric mechanism comprises a toothed gear wheel from which the sheath is suspended, without being coaxial with an axis of rotation of said toothed wheel.
  • the scraping is greatly improved if (according to a particularly preferred embodiment) the eccentricity mechanism is arranged to also cause the sheath to rotate around itself.
  • a suitable construction then comprises a gear between a toothed wheel fixed to the sleeve and a ring gear fixed to the eccentric mechanism, and the sleeve is rotatably mounted in the gear wheel, from which it is suspended.
  • Scraping is facilitated if the sheath carries a protrusion, in particular a helical blade, on its outer face and can thus push the fouling products downwards as it detaches them, by rotating around itself.
  • a protrusion in particular a helical blade
  • the invention is characterized in that the first supply line contains at least one rotating swirler (known as a “pigtail”) to advance or accompany the waste to be treated.
  • a rotating swirler known as a “pigtail”
  • part of the first feed line consists of a vertical section containing a spiral, or helical conveyor, which must follow the possible orbital movements of the barrel, which can be obtained if, in conjunction with certain optional characteristics already mentioned, the auger extends beyond the scabbard in the opposite direction to the lower opening of the cuff, is suspended from a second motorized eccentric mechanism, synchronized with the eccentric mechanism to which the scabbard is suspended, and is driven in rotation by a motor mounted on the second eccentricity mechanism. Synchronization can be ensured if, for example, the eccentric mechanism from which the sheath is suspended and the second eccentric mechanism are mechanically linked together and driven by the same motor.
  • the supply lines are generally formed of several successive sections connected together.
  • a construction of the first supply line, compatible with the movable arrangement of the end of the sheath in the sleeve, is characterized in that the first supply line comprises an upstream section, forming an angle with the terminal section and connected to the end section by a weir box, the end section being provided with a funnel at its top, which is connected to a perforated underside of the weir box, the sheath being movable under the weir box.
  • This construction is also advantageous because it allows translational movements of the sleeve in the sleeve in their axial direction, in order to lower the sleeve at the end of the sleeve and even into the container after docking, and thus reduce fouling of the sleeve by the waste to be treated arriving via the first supply line.
  • the upstream section is advantageously tiltable by being hinged, at its two ends, to a fixed point of the device and to a wall of the weir box.
  • the upstream section can be equipped with a motorized rotating auger; it can also be connected, at an opposite end to the overflow housing, to a discharge hopper for the waste to be treated.
  • the device comprises, in many applications, a second supply line of the container, made of the material of a waste conditioning matrix, this second line opening into the sleeve.
  • Other applications include a single supply line, in which the waste and the material of the conditioning matrix are transported, possibly after having been mixed; the invention is not modified thereby.
  • the sleeve is composed of two extending parts, removable from each other and equipped with separate cooling fluid circuits, including a lower part comprising the lower opening, and an upper part in which open the second supply line and a line for discharging gaseous vitrification products.
  • This scraper can however be quite different from the scraping tool in question: a construction, advantageous by its simplicity, consists of a ring sliding in a section of the second supply line adjacent to the sleeve, and housed in an extension of said section of the second supply line, beyond an upstream section of the second supply line forming an angle with said section adjacent to the cuff.
  • the scrapings can also be completed by rinsing.
  • the corny above is advantageously traversed by a bore and a conduit for rinsing liquid.
  • the sleeve comprise a rigid tubular main part and a docking device, the docking device comprising a docking sleeve surrounding the main part by extending it downwards, comprising the lower opening of the cuff, mounted on the main part and movable along the main part.
  • the docking sleeve comprises a portion that is compressible in the direction of mobility of the docking sleeve.
  • the compressible portion is a bellows
  • the rinsing means comprises inlet ducts in the annular volume which overhang the bellows, directed radially towards the main part of the cuff and producing rebounds or projections of liquid from rinsing radially outwards and towards the bellows.
  • the docking sleeve comprises a docking sleeve sliding on the main part of the sleeve, and docking sleeve movement actuators connecting the docking sleeve to the main part of the cuff.
  • a pressure tapping conduit comprising rinsing means, extending in a wall of the cuff along the cuff, and opening out at a lower edge of the cuff; or by means of measuring the filling level of the receptacle, arranged through the sleeve.
  • Figure 1 a general view of a particular heat treatment installation, namely "in can” vitrification, that is to say directly in the container intended for storage and storage, in which the device for feed according to the invention can be used;
  • Figure 2 a general view of the feed device in a state without docking the container ("pigtail”raised);
  • Figure 3 another general view of the same, in the docking state of the container ("pigtail" engaged in the container);
  • Figure 4 the insulated sheath
  • Figure 5 the top of the sleeve, in section
  • Figure 6 the device for supporting and motorizing the sheath, in general representation
  • Figure 7 a detailed view, in section and perspective, of part of this device
  • Figure 8 some gears of this device
  • Figure 9 the top of the cuff, in section and perspective
  • Figure 10 the support and motorization device, and the adjacent parts of the device, in section;
  • Figure 11 the configuration of the device and the container in the state without docking
  • Figure 12 the configuration, in the docking state
  • Figure 13 a partial view of the sheath in section
  • Figure 14 the second supply line, in the normal state
  • FIG. 16 details of the docking device
  • FIG. 17 other details of the docking device
  • Figure 18 an inspection device.
  • FIG. 1 shows a vitrification installation.
  • Containers for the vitrification of radioactive waste are called pots 1, and they are successively brought into a furnace 2 composed here of two semi-cylindrical halves which can be brought together to enclose a pot 1.
  • the pots 1 have a neck 3, provided with an upper opening 4 delimited by a flat flange 5, at their top. They are in fact crucibles resistant to the very high temperatures produced during vitrification operations.
  • the oven 2 can be resistive type heating.
  • Its upper lid 6 (shared between the two halves) has a central opening 7 under which is the neck 3 of the pot 1 enclosed by oven 2 during a vitrification operation.
  • a pot pre-loading station 1 foreign to the invention, bears the reference 8.
  • FIG. 1 illustrates that it comprises in particular: a sleeve 10, which mainly comprises a vertical cylindrical tube open downwards and which extends, in the disjointed state of the device preceding vitrification, opposite the neck 3 of the pot 1 hemmed in a short distance above him; on the left of this figure 1, appear means 12 for treating the gases resulting from the vitrification operations, according to characteristics known to those skilled in the art and which do not form part of the invention.
  • a sleeve 10 which mainly comprises a vertical cylindrical tube open downwards and which extends, in the disjointed state of the device preceding vitrification, opposite the neck 3 of the pot 1 hemmed in a short distance above him; on the left of this figure 1, appear means 12 for treating the gases resulting from the vitrification operations, according to characteristics known to those skilled in the art and which do not form part of the invention.
  • the detail of the feed device 9 appears better in FIG. 2. It comprises a feed line 11 for the waste to be treated, composed of a vertical sleeve 16 containing a twist 18 which rotates therein, which is in the form of a helix. with close and slightly inclined turns (“pigtail”), a hopper 14 from which the waste is withdrawn and an oblique section 15 connected to the vertical sleeve 16.
  • the oblique section 15 contains a twist 17 which rotates therein, also of the "pigtail" type.
  • the oblique section 15 and the sheath 16 are connected to each other by a weir box 19.
  • a motorization device 20 extends above the sleeve 10.
  • the rigid main tube of the sleeve 10 is composed of a lower part 21 and an upper part 22 which extends the previous one upwards, and which is connected to it by an assembly of bolted flanges 23.
  • the second supply line 24 comprises in particular a vertical section 26, a descending oblique section 27 which connects the vertical section 26 to the sleeve 10, and an extension 28 of the descending oblique section 27 which extends, with respect to this here, on the side opposite the cuff 10.
  • the invention could be applied to devices without such a second supply line, if all the products to be treated are introduced via the same supply line.
  • the lower part 21 of the sleeve 10 comprises on its outer face a docking device 29 on the collar 5 of the pot 1, and to which the lower opening 109 of the sleeve 10 belongs; the cylindrical tube composed of the lower part 21 and the upper part 22 stops a little above the lower opening 109.
  • Figure 2 illustrates the feed device 9 in a fully raised state, where it does not touch the collar 5.
  • Figure 3 shows it in the fully lowered state, characterized by an expansion of the docking device 29 downwards , which makes it reach the collar 5 with a compressive force, and by a descent of the sheath 16, which projects its lower end into the neck 3 of the pot 1; the motorization device 20 is also lowered, and the oblique section 15 is inclined downwards approaching the sheath 16; it is for this articulated via a ball joint 30 to the weir box 19, and to a horizontal pivot 31 mounted at a fixed location of the supply device 9, at its opposite end.
  • the state of FIG. 2 corresponds to the phases of changing pot 1, which the supply device 9 releases; and the state of FIG. 3 corresponds to the phases of the vitrification operations, where a seal is produced between the supply device 9 and the pot 1.
  • the sheath 16 is shown in Figures 4 and 5. It carries a helix 32 on the outer face of its cylindrical wall, the turns of which are steeply inclined and quite distant from each other. Its upper end carries an inlet funnel 33, the upper face of which is a flat collar 34.
  • the wall of the sheath 16 is double and cooled by circulation of fluid in conduits 35 (visible in FIG. 5) forming an internal cooling cavity , and which open a little below the funnel 33 in a water box 36 which tightly surrounds the part of the sheath 16 located at this height.
  • a permanent circulation of the cooling fluid is maintained by providing the water box 36 with a water inlet chamber 37 and a water outlet chamber 38 which are both circular but at different altitudes, and in which the inlet 98 and outlet 99 ends of the ducts 35, at corresponding altitudes, constantly emerge.
  • the sleeve 16 is held by a first toothed eccentric 39 with a horizontal axis while being able to turn there around itself, and it extends downwards through a bore 40 of the first toothed eccentric 39.
  • the sleeve 16 finally carries a toothed wheel 41 which extends around its outer face, and a crown 95 slightly above the toothed wheel 41, with which it is concentric.
  • the crown 95 is connected to it by a bearing 96 and can therefore rotate around it.
  • the crown carries axes 97 for rotation of toothed pinions 42 (visible in FIG. 8) which mesh with the toothed wheel 41.
  • Bearings 100 are arranged between the first toothed eccentric 39 and the sheath 16 to ensure that the latter remains centered in the bore 40, and rotates without significant effort relative to the first toothed eccentric 39.
  • the motorization device 20 is now described by means of FIGS. 6 to 8. It comprises a support 44, supported by a pair of vertical cylinders 45 mounted on the upper part 22 of the sleeve 10, and which can therefore lift the support 44 and the entire motorization device 20 above the sleeve 10 (which is illustrated in this figure and corresponds to the raised state of the sleeve 16 illustrated in Figure 2), or lower the support 44 by placing it on the top 46 of the cuff 10 (which corresponds to the lowered state of the sheath 16 illustrated in FIG. 3); guide posts 47, vertical and fixed under the support 44, maintain its horizontal position by sliding in the holes of a flange 48 fitted to the top 46.
  • the support 44 carries a ring gear 49, a first motor 50, and the weir box 19, which are attached to it; it still carries the first toothed eccentric 39 via a drive ring 101, and a second toothed eccentric 51, having the same dimension and toothing characteristics as the first toothed eccentric 39, coaxial and parallel to it, and provided with a shaft end 52 rotating in a cylindrical housing 102 established on a top face 53 of the weir housing 19.
  • the shaft stub 52 is supported by a bottom face 103 of the cylindrical housing 102.
  • the auger 18 is suspended from the second toothed eccentric 51 and attached to it (visible in Figure 10), and it extends through the weir box 19 passing through a bore 54 of the top face 53, then it extends into the sheath 16.
  • the second toothed eccentric 51 also carries a second motor 55, which drives the auger 18 in rotation by a gear 56 (figure 2).
  • the first motor 50 drives the slewing ring 101, with a vertical axis of rotation, and the first toothed eccentric 39.
  • the latter 39 meshes with a first drive pinion 58 with a vertical axis, and it still drives a second pinion drive 59 above the previous one, similar and united to this one by a vertical synchronization shaft 60.
  • FIG. 9 illustrates that the sheath 16 is surrounded by an outer flange 61, which is retained in a horizontal rebate 104 inside the flange 48 in being able to slide there horizontally: it slides on a flat surface 62 horizontal established around a central bore 105 of the flange 48, much wider than the sheath 16, and it is covered by an anti-flying plate 63 which retains it on the flat surface 62 and delimits the rabbet 104 with the latter, thus forming a sealing plate. Seals 64 are added between the outer collar 61, the flat surface 62, the anti-flying plate 63 and the sheath 16. And FIG.
  • FIG. 10 shows a similar arrangement under the weir box 19, with the flat collar 34 of the funnel 33 sliding in a flat and circular rebate 65 established between two thicknesses of a bottom face 66 of the weir box 19, seals 67 still being placed between the flat collar 34 and the opposite flat faces of the rabbet 65. Furthermore, the bottom face 66 is fixed to a structure uprights 68 belonging to the support 44 and which makes it possible to raise the weir box 19 above the gears for setting the sheath 16 in motion.
  • cooling circuits for the main tube of the sleeve 10 which include water inlet and outlet ducts, 110 for the upper part 22 and 111 for the lower part 21, which open into cooling cavities, 112 for the upper part 22 and 113 for the lower part 21, constituting double cooling envelopes; these cooling circuits are completely separate.
  • FIGs 2, 3, 11 and 12 help to describe the docking device 29. It surrounds the lower part 21 of the sleeve 10, and it is fixed thereto by an annular support 69. Screw jacks 70 are supported by the annular support 69, and they suspend a docking sleeve 71 sliding along the sleeve 10 in the direction of its axis.
  • the docking sleeve 71 In the state of Figure 2, the docking sleeve 71 is lifted; in that of Figure 12, corresponding to the lowered state of Figure 3, it is lowered, a docking flange 72 which constitutes its lower end is joined to the top flange 5 of the pot 1, and the flanges 5 and 72 can be held against each other by tightening a collar 73 arranged around the docking flange 72.
  • the sleeve 10 itself does not change altitude between these two states, but the docking sleeve 71 extends it downwards by a variable height.
  • the docking sleeve 71 comprises an elastic portion 74 constituted by a bellows, which absorbs the compressions due to the excessive descent of the docking sleeve 71 beyond the contact with the flange 5 of the top of the pot 1, and to thermal expansions pot 1 during the vitrification operations.
  • the collar 73 is supported by static tie rods 75 extending vertically along the elastic portion 74.
  • the device further comprises an end piece 78 of the water box 36, and a circular supply chamber 79, hollowed out in the water box 36 at another altitude than the previous ones. It should be noted that this device is used, in the absence of rinsing, as a pressure tap inside the pot 1, by connecting a measuring device to the tip 78.
  • FIGS 14 and 15 illustrate a device associated with the second supply line 24.
  • the extension 28 contains a scraping ring 80, which consists of a piston at the end of the rod of a cylinder 81.
  • the ring 80 remains in the extension 28 in the rest state, but it slides in the downward oblique section 27 when the rod of the cylinder 81 is deployed, rubbing against its wall or at least passing against it, which removes the dirt which clogs it.
  • the box 80 and the rod of the cylinder 81 are further hollowed out by a flushing conduit 82, which can be connected to a pressurized water supply device and used when necessary to flush the descending oblique sections 24 and 27.
  • FIG 16 indicates that the docking device 29 can be provided with air injection tubes 83 in a gap between the sleeve 16 and a docking sleeve 84 sliding over it.
  • Docking sleeve 84 belongs to docking sleeve 71, of which it forms an upper portion, and it guides its vertical sliding movement.
  • the annular gap is closed by circular seals 85 located at its upper and lower ends. The overpressure which is established in the gap thwarts the entry of impurities deposited on the sleeve 16 into this gap when the docking sleeve 84 descends, and therefore reduces the risks of blockage.
  • the bellows 74 is retained between an upper flange 86 and a lower flange 87, better represented in FIG. 17.
  • the volume 106 that it encloses around the sleeve 10 must also favorably be guaranteed against dirt.
  • the upper flange 86 is crossed by an air injection tube 88 to create an overpressure in this volume 106. It is still crossed by water injection holes 89, and the flange lower 87 is traversed by water evacuation holes 91.
  • the water injection holes 89 are distributed around the circumference of the upper flange 86, and they extend from water boxes 90 hollowed out at the top of top flange 86 to a tapered undercut 107 below top flange 86, running downward and radially inward.
  • the water evacuation holes 91 also have a radial and vertically oblique orientation, and they descend from a bottom of the volume 106 to an interior of a funnel 108 which forms the bottom of the docking device 29, and which ends to the docking flange 72.
  • the overpressure produced by the injection of air largely prevents the dirt carried upwards by the fumes from entering the volume 106.
  • the water injected radially inwards rebounds against the exterior face of the sleeve 10 and emerging from the water injection holes 89, disperses in the conical clearance 107 then throughout the volume 106, before flowing into the funnel 108 either directly or by borrowing the water evacuation holes 91.
  • FIG. 18 represents a sight tube 92 which crosses the upper flange 86 obliquely and is directed into the interval between the bottom of the sleeve 10 and the docking sleeve 71; the sight passes through a local notch 93 of the sleeve 10; the sighting direction then extends through the neck 3 and ends in the pot 1.
  • the measurement is carried out for example by a laser 114, leaving the sighting tube 92 closed by a transparent porthole 94, behind which the laser 114 is installed; its beam 115 is directed along the axis of the sight tube 92; the latter is swept by an injection of pressurized gas, introduced through a conduit 116 which is connected to the interior of the sight tube 92 below the transparent porthole 94, to keep it clear of smoke.

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Abstract

Le dispositif comprend une manchette (10) en tube rigide dans laquelle aboutissent les lignes d'alimentation (11, 24, 25) des déchets à traiter et des gaz à évacuer. Afin d'éviter les pollutions ou des bouchages de la manchette, un outil de raclage de la face intérieure de sa paroi est ajouté, ici une section tubulaire (16) terminale d'une des lignes d'alimentation, qui effectue des mouvements orbitaux tangents à cette face intérieure. Divers moyens de refroidissement, de rinçage et de surpression sont ajoutés, ainsi qu'un dispositif d'accostage (29) s'étendant au bas de la manchette (10) pour la raccorder au récipient (1) de traitement thermique.

Description

Description
Titre : Dispositif d'alimentation d'un récipient pour installation de traitement thermique de déchets
L'invention présente concerne un dispositif d'alimentation pour une installation de traitement thermique de déchets.
Les procédés de traitement thermique dont il est question ici sont notamment destinés à conditionner certains produits dangereux, typiquement des déchets de l'industrie nucléaire, dans une matrice adaptée avant de les entreposer. Ils sont menés dans des récipients associés à des moyens de chauffage qui portent leur contenu à haute température. Ces procédés thermiques peuvent être les suivants : un procédé de vitrification en deux étapes avec calcination des déchets puis fusion avec une fritte de verre dans un pot de fusion avant écoulement dans un conteneur en vue d'un entreposage et d'un stockage ultérieur, ou d'un procédé de vitrification en creuset froid, ou encore d'un procédé selon lequel le traitement thermique des déchets et du matériau de la matrice sont portés en température directement dans le conteneur destiné à être entreposé et stocké. Les récipients considérés ici et dénommés ainsi dans la suite de la description sont globalement des équipements dans lesquels les déchets ou la matière de la matrice seront alimentés, par exemple un pot, un creuset, un calcinateur, un conteneur, etc.
Certaines difficultés techniques inhérentes à ces procédés sont relatives à l'alimentation des déchets dans l'installation dans laquelle le procédé de traitement thermique est mis en œuvre. Il est habituel de disposer une manchette verticale au-dessus du récipient, de l'accoster à une ouverture de sommet d'un des récipients par un mouvement descendant de la manchette pour garantir le confinement de l'installation, éviter la dispersion des gaz et des particules volatiles dans l'environnement et de verser les déchets et produits alimentant le procédé de traitement thermique par des conduits respectifs qui aboutissent à l'intérieur de la manchette. Les produits alimentant le procédé de traitement thermique sont ici définis comme tous les ingrédients mélangés pour mettre en œuvre les procédés de traitement thermique, donc à la fois les produits dangereux, c'est-à-dire les déchets, et la matière de la matrice de conditionnement, cette dernière pouvant être constituée de précurseurs de la matrice, notamment des précurseurs verriers. Cette matière est souvent une fritte de verre, et les déchets sont de natures très diverses, mais une partie importante est visqueuse, collante, très finement fragmentée, ou pulvérulente. Tous ces produits sont susceptibles d'encrasser la face intérieure de la paroi de la manchette au lieu de tomber dans le récipient. Ce risque d'encrassement est accru par les dégagements de gaz pendant le traitement thermique, qui remontent dans la manchette avant d'être évacués, et qui comprennent des fumées fortement chargées en impuretés, particules qui peuvent se déposer sur la face intérieure de la paroi de la manchette. Un tel encrassement nuit à la durée de service de la manchette, qui risque de ne plus fonctionner, ou de ne plus permettre un écoulement convenable vers le récipient ou encore de se boucher ; il existe également un risque quant à la sécurité autour de l'installation après la déconnexion du récipient, surtout si les produits déposés dans la manchette se dispersent dans l'environnement.
D'autres difficultés concernent l'accostage de la manchette autour de l'ouverture du récipient, qu'on voudrait complètement hermétique afin de maintenir une étanchéité à l'égard des gaz tout en maintenant le contenu du récipient dans celui-ci pendant le traitement thermique, mais qui est en réalité difficile à bien exécuter car il doit être accompli à distance par des actionneurs pilotés à distance, et les dilatations thermiques importantes produites pendant le traitement thermique risquent toujours de fausser l'ajustement obtenu à froid.
Un objet principal de l'invention est donc de lutter contre l'encrassement de la face intérieure de la paroi de la manchette et d'autres surfaces du dispositif, tout en facilitant l'accostage de la manchette sur le récipient.
Sous une forme générale, l'invention est relative à un dispositif d'alimentation d'un récipient pour une installation de traitement thermique et de conditionnement de déchets, comprenant une manchette ayant une ouverture inférieure à accoster à une ouverture supérieure du récipient, une première ligne d'alimentation en déchets à traiter se raccordant à la manchette et y pénétrant, la manchette contenant un outil de raclage de sa face intérieure, caractérisé en ce que l'outil de raclage est un fourreau d'axe parallèle à la manchette et formant une section terminale de la première ligne d'alimentation, et le dispositif comprend un support du fourreau, le support étant doté d'un mécanisme d'excentration motorisé auquel le fourreau est suspendu, le mécanisme d'excentration déplaçant le fourreau dans des orbites où il est adjacent à la face intérieure de la manchette. L'outil de raclage réduit ou empêche l'encrassement de la manchette. Il peut être actif pendant les opérations de traitement thermique pour racler les produits d'encrassement, avant leur solidification.
Comme il coïncide avec une ligne d'alimentation déjà présente dans les dispositifs connus (où la ligne d'alimentation est cependant immobile et séparée de la paroi de la manchette), l'outil ne complique pas le dispositif ni ne gêne l'écoulement des produits d'alimentation du procédé de traitement thermique lorsqu'ils sortent des lignes d'alimentation pour être dirigés vers le récipient, ni l'évacuation des gaz. Le document JP 2014-134350 A concerne au contraire un dispositif où les lignes d'alimentation des constituants d'un mélange à traiter dans un convertisseur sont occupées par des vrilles tournantes dont la rotation empêche les constituants d'adhérer à la paroi des lignes d'alimentation. Ces outils ont l'inconvénient de compliquer le dispositif et d'occuper toute la section des lignes d'alimentation, entravant donc le libre écoulement des constituants le long des lignes. La conception ne convient pas à une manchette d'accostage à un récipient, qui est occupée par une ou plusieurs lignes d'alimentation parcourues par les constituants respectifs d'un mélange à traiter. On citera aussi JP S61-11519 A, qui décrit une installation d'acheminement de déchets pouvant être notamment munie d'une vrille tournante et d'une roue à palettes pour faire avancer les déchets, sans que la vrille tournante semble avoir un effet de raclage.
Une construction permettant favorablement l'excentration du fourreau et son déplacement transversal, sans nuire à l'étanchéité du dispositif, est caractérisée en ce que le fourreau se prolonge au-delà de la manchette dans un sens opposé à l'ouverture inférieure, à travers une platine d'étanchéité à une extrémité supérieure de la manchette, la platine d'étanchéité comprenant une plaque mobile liée au fourreau, et une plaque fixe liée à la manchette et devant laquelle la plaque mobile se déplace, la plaque fixe étant dotée d'une ouverture de passage du fourreau plus large que le fourreau, et un dispositif d'étanchéité relie la plaque fixe à la plaque mobile.
Dans une réalisation concrète, le mécanisme d'excentration comprend une roue dentée d'engrenage à laquelle le fourreau est suspendu, sans être coaxial à un axe de rotation de ladite roue dentée.
Le raclage est fortement amélioré si (d'après une réalisation particulièrement préférée) le mécanisme d'excentration est agencé pour faire aussi tourner le fourreau autour de lui-même.
Une construction appropriée comprend alors un engrenage entre une roue dentée fixée au fourreau et une couronne dentée fixée au mécanisme d'excentration, et le fourreau est monté tournant dans la roue dentée d'engrenage, à laquelle il est suspendu.
Le raclage est facilité si le fourreau porte une excroissance, notamment une lame hélicoïdale, sur sa face extérieure et peut ainsi repousser les produits d'encrassement vers le bas à mesure qu'il les détache, en tournant autour de lui-même.
La nature souvent visqueuse et collante ou encore pulvérulente des déchets à traiter peut aussi imposer des précautions pour éviter des encrassements ou des bouchages ailleurs que dans la manchette. C'est ainsi que dans un mode particulier de réalisation, l'invention est caractérisée en ce que la première ligne d'alimentation contient au moins une vrille tournante (dite « queue de cochon ») pour faire avancer ou accompagner les déchets à traiter.
Ainsi, une partie de la première ligne d'alimentation est constituée d'une section verticale contenant une vrille, ou convoyeur hélicoïdal, qui doit suivre les éventuels mouvements orbitaux du fourreau, ce qui peut être obtenu si, en liaison à certaines caractéristiques optionnelles déjà mentionnées, la vrille se prolonge au-delà du fourreau dans le sens opposé à l'ouverture inférieure de la manchette, est suspendue à un second mécanisme d' excentration motorisé, synchronisé avec le mécanisme d'excentration auquel le fourreau est suspendu, et est animée en rotation par un moteur monté sur le second mécanisme d'excentration. La synchronisation peut être assurée si par exemple le mécanisme d'excentration auquel le fourreau est suspendu et le second mécanisme d'excentration sont reliés mécaniquement entre eux et animés par un même moteur.
Les lignes d'alimentation sont en général formées de plusieurs sections successives raccordées entre elles. Une construction de la première ligne d'alimentation, compatible avec la disposition mobile de l'extrémité du fourreau dans la manchette, est caractérisée en ce que la première ligne d'alimentation comprend une section amont, faisant un angle avec la section terminale et raccordée à la section terminale par un boîtier déversoir, la section terminale étant dotée d'un entonnoir à son sommet, qui est raccordé à une face inférieure percée du boîtier déversoir, le fourreau étant mobile sous le boîtier déversoir.
Cette construction est aussi avantageuse car elle autorise des mouvements de translation du fourreau dans la manchette suivant leur direction axiale, afin de descendre le fourreau au bout de la manchette et même dans le récipient après l'accostage, et de réduire ainsi les encrassements de la manchette par les déchets à traiter arrivant par la première ligne d'alimentation.
Si le fourreau est coulissant dans la direction axiale de la manchette, la section amont est avantageusement basculante en étant articulée, à ses deux extrémités, à un point fixe du dispositif et à une paroi du boîtier déversoir.
Comme le fourreau, la section amont peut être équipée d'une vrille tournante motorisée ; elle peut en outre être raccordée, à une extrémité opposée au boîtier déversoir, à une trémie de déversement des déchets à traiter.
Le dispositif comprend, dans bien des applications, une seconde ligne d'alimentation du récipient, en la matière d'une matrice de conditionnement des déchets, cette seconde ligne débouchant dans la manchette. D'autres applications comportent toutefois une seule ligne d'alimentation, dans laquelle les déchets et la matière de la matrice de conditionnement sont transportés, éventuellement après avoir été mélangés ; l'invention n'en est pas modifiée.
Une autre disposition optionnelle, dont l'intérêt est de permettre un nettoyage supplémentaire de la manchette si le raclage par l'outil de l'invention ne suffit pas, est caractérisée en ce que la manchette est composée de deux parties en prolongement, démontables l'une de l'autre et équipées de circuits distincts de fluide de refroidissement, dont une partie inférieure comprenant l'ouverture inférieure, et une partie supérieure dans laquelle débouchent la seconde ligne d'alimentation et une ligne d'évacuation de produits gazeux de vitrification.
D'autres précautions pour assurer le bon déroulement des opérations de traitement thermique s'appliquent au besoin à la seconde ligne d'alimentation, qui est alors pourvue d'un racleur de sa face interne.
Ce racleur peut toutefois être bien différent de l'outil de raclage dont il a été question : une construction, avantageuse par sa simplicité, consiste en un ringard coulissant dans une section de la seconde ligne d'alimentation adjacente à la manchette, et logé dans un prolongement de ladite section de la seconde ligne d'alimentation, au-delà d'une section amont de la seconde ligne d'alimentation faisant un angle avec ladite section adjacente à la manchette.
Les raclages peuvent aussi être complétés par des rinçages. C'est ainsi que le ringard ci-dessus est avantageusement traversé par un perçage et un conduit de liquide de rinçage.
Afin de faciliter les manœuvres d'accostage, il est préconisé que la manchette comprenne une partie principale tubulaire rigide et un dispositif d'accostage, le dispositif d'accostage comprenant un manchon d'accostage entourant la partie principale en la prolongeant vers le bas, comprenant l'ouverture inférieure de la manchette, monté sur la partie principale et mobile le long de la partie principale.
L'accostage est rendu plus facile, et moins sensible aux dilatations thermiques, si le manchon d'accostage comprend une portion compressible en direction de mobilité du manchon d'accostage.
Un moyen de rinçage d'un volume annulaire entre le manchon d'accostage et la partie principale de la manchette permet alors, s'il existe, de diminuer les pollutions, notamment liées aux particules volatiles polluantes, et les encrassements pénétrant dans ce volume, surtout à cause des fumées du traitement thermique montant dans la manchette. Dans une réalisation importante, la portion compressible est un soufflet, et le moyen de rinçage comprend des conduits d'entrée dans le volume annulaire qui surplombent le soufflet, dirigés radialement vers la partie principale de la manchette et produisant des rebondissements ou projections de liquide de rinçage radialement vers l'extérieur et vers le soufflet.
On peut aussi ajouter, encore pour combattre les pollutions et encrassements dans ce volume, un conduit d'injection de gaz de surpression dans un volume annulaire entre le manchon d'accostage et la partie principale de la manchette.
Le guidage du dispositif d'accostage est obtenu si le manchon d'accostage comprend un fourreau d'accostage coulissant sur la partie principale de la manchette, et des actionneurs de mouvement du fourreau d'accostage reliant le fourreau d'accostage à la partie principale de la manchette.
On peut alors ajouter un conduit d'injection de gaz de balayage dans un volume annulaire compris entre le fourreau d'accostage et la partie principale de la manchette, afin encore d'empêcher l'arrivée de fumées chargées de particules polluantes.
Enfin, des vérifications du déroulement du procédé sont rendues possibles par un conduit de prise de pression comprenant des moyens de rinçage, s'étendant dans une paroi de la manchette le long de la manchette, et débouchant à un bord inférieur de la manchette ; ou par un moyen de mesure de niveau de remplissage du récipient, disposé à travers la manchette.
L'invention sera maintenant décrite dans le détail de ses aspects, caractéristiques et avantages au moyen des figures suivantes, qui en illustrent une réalisation particulière, non exclusive d'autres, et qui représentent :
Figure 1 : une vue générale d'une installation particulière de traitement thermique, à savoir de vitrification « in can », c'est-à-dire directement dans le conteneur destiné à l'entreposage et au stockage, dans laquelle le dispositif d'alimentation selon l'invention peut être employé ;
Figure 2 : une vue générale du dispositif d'alimentation dans un état sans accostage du récipient (« queue de cochon » relevée) ; Figure 3 : une autre vue générale du même, dans l'état d'accostage du récipient (« queue de cochon » engagée dans le récipient) ;
Figure 4 : le fourreau isolé ;
Figure 5 : le sommet du fourreau, en coupe ;
Figure 6 : le dispositif de support et de motorisation du fourreau, en représentation générale ;
Figure 7 : une vue détaillée, en coupe et perspective, d'une partie de ce dispositif ;
Figure 8 : certains engrenages de ce dispositif ;
Figure 9 : le sommet de la manchette, en coupe et perspective ;
Figure 10 : le dispositif de support et de motorisation, et les parties voisines du dispositif, en coupe ;
Figure 11 : la configuration du dispositif et du récipient à l'état sans accostage ;
Figure 12 : la configuration, à l'état d'accostage ;
Figure 13 : une vue partielle du fourreau en coupe ;
Figure 14 : la seconde ligne d'alimentation, à l'état normal ;
Figure 15 : cette ligne, pendant un raclage ;
Figure 16 : des détails du dispositif d'accostage ;
Figure 17 : d'autres détails du dispositif d'accostage ;
Figure 18 : un dispositif d'inspection.
La figure 1 représente une installation de vitrification. Des récipients de vitrification de déchets radioactifs sont appelés pots 1, et ils sont successivement apportés dans un four 2 composé ici de deux moitiés semi-cylindriques qu'on peut rapprocher l'une de l'autre pour enserrer un pot 1. Les pots 1 ont un col 3, muni d'une ouverture supérieure 4 délimitée par une bride 5 plate, à leur sommet. Ce sont en réalité des creusets résistant aux températures très élevées produites pendant les opérations de vitrification. Le four 2 peut être à chauffage de type résistif. Son couvercle supérieur 6 (partagé entre les deux moitiés) comporte une ouverture centrale 7 sous laquelle se trouve le col 3 du pot 1 enserré par le four 2 pendant une opération de vitrification. Une station de pré-chargement des pots 1, étrangère à l'invention, porte la référence 8.
On va maintenant s'intéresser à un dispositif d'alimentation 9 adjacent au four 2 ; la figure 1 illustre qu'il comporte notamment : une manchette 10, qui comprend principalement un tube cylindrique vertical ouvert vers le bas et qui s'étend, à l'état disjoint du dispositif précédant une vitrification, en face du col 3 du pot 1 enserré à peu de distance au-dessus de lui ; sur la gauche de cette figure 1, apparaissent des moyens 12 de traitement des gaz issus des opérations de vitrification, selon des caractéristiques connues de l'homme du métier et qui ne font pas partie de l'invention.
Le détail du dispositif d'alimentation 9 apparaît mieux à la figure 2. Il comprend une ligne d'alimentation 11 en déchets à traiter, composée d'un fourreau vertical 16 contenant une vrille 18 qui y tourne, qui est en forme d'hélice aux spires rapprochées et peu inclinées (« queue de cochon »), d'une trémie 14 à partir de laquelle les déchets sont soutirés et d'une section oblique 15 raccordé au fourreau vertical 16. De manière optionnelle comme représenté sur la figure 2, la section oblique 15 contient une vrille 17 qui y tourne, également du type « queue de cochon ».
Grâce à ces moyens, le contenu de la première ligne d'alimentation 11 est forcé à avancer et à descendre avant de choir dans l'ouverture 4 du pot 1 situé au- dessous de la manchette 10. La section oblique 15 et le fourreau 16 se raccordent l'une à l'autre par un boîtier déversoir 19. Un dispositif de motorisation 20 s'étend au-dessus de la manchette 10. Le tube principal rigide de la manchette 10 est composé d'une partie inférieure 21 et d'une partie supérieure 22 qui prolonge la précédente vers le haut, et qui lui est reliée par un assemblage de brides boulonnées 23.
Une seconde ligne d'alimentation 24, destinée à alimenter le pot 1 en une fritte de verre qui constitue la matière de la matrice de conditionnement pour obtenir le produit final vitrifié, débouche dans la partie supérieure 22, de même qu'une ligne d'extraction des gaz 25, à une altitude un peu supérieure. La seconde ligne d'alimentation 24 comprend notamment une section verticale 26, une section oblique descendante 27 qui raccorde la section verticale 26 à la manchette 10, et un prolongement 28 de la section oblique descendante 27 qui s'étend, par rapport à celle-ci, du côté opposé à la manchette 10. L'invention pourrait être appliquée à des dispositifs dépourvus d'une telle seconde ligne d'alimentation, si tous les produits à traiter sont introduits par la même ligne d'alimentation.
La partie inférieure 21 de la manchette 10 comprend sur sa face extérieure un dispositif d'accostage 29 sur la collerette 5 du pot 1, et à laquelle appartient l'ouverture inférieure 109 de la manchette 10 ; le tube cylindrique composé de la partie inférieure 21 et de la partie supérieure 22 s'arrête un peu au-dessus de l'ouverture inférieure 109.
Ces différents éléments principaux de l'invention seront décrits tour à tour dans la description qui vient.
La figure 2 illustre le dispositif d'alimentation 9 à un état complètement levé, où il ne touche pas la collerette 5. La figure 3 le représente à l'état complètement baissé, caractérisé par une expansion du dispositif d'accostage 29 vers le bas, qui lui fait atteindre la collerette 5 avec un effort de compression, et par une descente du fourreau 16, qui projette son extrémité inférieure dans le col 3 du pot 1 ; le dispositif de motorisation 20 est aussi descendu, et la section oblique 15 s'est inclinée vers le bas en s'approchant du fourreau 16 ; elle est pour cela articulée via une rotule 30 au boîtier déversoir 19, et à un pivot horizontal 31 monté à un emplacement fixe du dispositif d'alimentation 9, à son extrémité opposée. L'état de la figure 2 correspond aux phases de changement de pot 1, que le dispositif d'alimentation 9 dégage ; et l'état de la figure 3 correspond aux phases des opérations de vitrification, où une étanchéité est réalisée entre le dispositif d'alimentation 9 et le pot 1.
Le fourreau 16 est représenté aux figures 4 et 5. Il porte une hélice 32 sur la face extérieure de sa paroi cylindrique, dont les spires sont fortement inclinées et assez éloignées les unes des autres. Son extrémité supérieure porte un entonnoir 33 d'entrée dont la face supérieure est une collerette plate 34. La paroi du fourreau 16 est double et refroidie par circulation de fluide dans des conduits 35 (visibles à la figure 5) formant une cavité de refroidissement interne, et qui débouchent un peu au-dessous de l'entonnoir 33 dans une boîte à eau 36 qui entoure de façon étanche la partie du fourreau 16 située à cette hauteur. Comme le fourreau 16 tourne autour de lui-même mais que la boîte à eau 36 est immobile en rotation, une circulation permanente du fluide de refroidissement est maintenue en pourvoyant la boîte à eau 36 d'une chambre d'entrée d'eau 37 et d'une chambre de sortie d'eau 38 qui sont toutes deux circulaires mais à des altitudes différentes, et dans lesquelles les extrémités d'entrée 98 et de sortie 99 des conduits 35, à des altitudes correspondantes, débouchent constamment. Le fourreau 16 est maintenu par un premier excentrique denté 39 d'axe horizontal tout en pouvant y tourner autour de lui-même, et il s'étend vers le bas en traversant un perçage 40 du premier excentrique denté 39. Le fourreau 16 porte enfin une roue dentée 41 qui s'étend autour de sa face extérieure, et une couronne 95 un peu au-dessus de la roue dentée 41, à laquelle elle est concentrique. Si cependant la roue dentée 41 est fixe par rapport au fourreau 16, la couronne 95 lui est reliée par un roulement 96 et peut donc tourner autour de lui. De plus, la couronne porte des axes 97 de rotation de pignons dentés 42 (visibles sur figure 8) qui engrènent avec la roue dentée 41. Des paliers 100 sont disposés entre le premier excentrique denté 39 et le fourreau 16 pour assurer que celui-ci reste centré dans le perçage 40, et tourne sans effort important par rapport au premier excentrique denté 39.
Le dispositif de motorisation 20 est maintenant décrit au moyen des figures 6 à 8. Il comprend un support 44, soutenu par une paire de vérins 45 verticaux montés sur la partie supérieure 22 de la manchette 10, et qui peuvent donc soulever le support 44 et tout le dispositif de motorisation 20 au-dessus de la manchette 10 (ce qui est illustré sur cette figure et correspond à l'état levé du fourreau 16 illustré à la figure 2), ou abaisser le support 44 en le posant sur le sommet 46 de la manchette 10 (ce qui correspond à l'état baissé du fourreau 16 illustré à la figure 3) ; des colonnettes de guidage 47, verticales et fixées sous le support 44, maintiennent sa position horizontale en glissant dans des perçages d'une collerette 48 équipant le sommet 46.
Le support 44 porte une couronne dentée 49, un premier moteur 50, et le boîtier déversoir 19, qui lui sont fixés ; il porte encore le premier excentrique denté 39 par l'intermédiaire d'une couronne d'entraînement 101, et un second excentrique denté 51, ayant les mêmes caractéristiques de dimension et de denture que le premier excentrique denté 39, coaxial et parallèle à lui, et pourvu d'un bout d'arbre 52 tournant dans un logement cylindrique 102 établi sur une face de sommet 53 du boîtier déversoir 19. Le bout d'arbre 52 est soutenu par une face de fond 103 du logement cylindrique 102. La vrille 18 est suspendue au second excentrique denté 51 et fixée à lui (visible sur la figure 10), et elle s'étend à travers le boîtier déversoir 19 en passant par un perçage 54 de la face de sommet 53, puis elle s'étend dans le fourreau 16. Le second excentrique denté 51 porte aussi un second moteur 55, qui anime la vrille 18 en rotation par un engrenage 56 (figure 2). Le premier moteur 50 entraîne la couronne d'orientation 101, d'axe de rotation vertical, et le premier excentrique denté 39. Ce dernier 39 engrène avec un premier pignon d'entraînement 58 d'axe vertical, et il entraîne encore un second pignon d'entraînement 59 au-dessus du précédent, semblable et uni à celui-ci par un arbre vertical de synchronisation 60. A l'exception de la vis sans fin 57, tous les pignons et autres mécanismes dentés ont des axes de rotation parallèles entre eux et aux axes de la manchette 10 et du fourreau 16, c'est-à-dire verticaux. Comme les pignons d'entraînement 58 et 59 sont identiques et superposés, que les excentriques dentés 39 et 51 sont aussi identiques et superposés, les rotations du premier moteur 50 produisent des mouvements orbitaux circulaires identiques pour le fourreau 16 et sa vrille (« queue de cochon ») 18, qui les déplacent donc à l'unisson dans la manchette 10, la vrille 18 restant centrée dans le fourreau 16. L'orbite des mouvements maintient le fourreau 16 adjacent à la face intérieure de la manchette 10, ce qui la racle et enlève les dépôts de matières qui l'encrassent. De plus, la rotation des pignons dentés 42, qui engrènent à la fois avec la roue dentée 41 fixée au fourreau 16 et avec la couronne dentée 49 (figure 8), impose une rotation du fourreau 16 autour de lui-même conjointement au mouvement orbital, qui accroît le raclage grâce à l'hélice 32, qui fait descendre les dépôts raclés le long de la manchette 10.
Le mouvement orbital du fourreau 16 impose certaines mesures pour maintenir l'étanchéité. La figure 9 illustre que le fourreau 16 est entouré par une collerette extérieure 61, qui est retenue dans une feuillure 104 horizontale à l'intérieur de la collerette 48 en y pouvant glisser horizontalement : elle glisse sur une portée plane 62 horizontale établie autour d'un perçage central 105 de la collerette 48, nettement plus large que le fourreau 16, et elle est couverte par une platine anti-envol 63 qui la retient sur la portée plane 62 et délimite la feuillure 104 avec celle-ci, en formant ainsi une platine d'étanchéité. Des joints d'étanchéité 64 sont ajoutés entre la collerette extérieure 61, la portée plane 62, la platine anti-envol 63 et le fourreau 16. Et la figure 10 montre une disposition ressemblante sous le boîtier déversoir 19, avec la collerette plate 34 de l'entonnoir 33 glissant dans une feuillure 65 plane et circulaire établie entre deux épaisseurs d'une face de fond 66 du boîtier déversoir 19, des joints d'étanchéité 67 étant encore placés entre la collerette plate 34 et les faces planes opposées de la feuillure 65. Par ailleurs, la face de fond 66 est fixée à une structure de montants 68 appartenant au support 44 et qui permet de rehausser le boîtier déversoir 19 au-dessus des engrenages de mise en mouvement du fourreau 16. La figure 10 représente encore de nombreux détails des parties voisines du dispositif, notamment du bloc de motorisation 20 ; elle représente aussi des circuits de refroidissement du tube principal de la manchette 10, qui comprennent des conduits d'entrée et sortie d'eau, 110 pour la partie supérieure 22 et 111 pour la partie inférieure 21, qui débouchent dans des cavités de refroidissement, 112 pour la partie supérieure 22 et 113 pour la partie inférieure 21, constitutives de double enveloppes de refroidissement ; ces circuits de refroidissement sont complètement séparés.
Les figures 2, 3, 11 et 12 aident à décrire le dispositif d'accostage 29. Il entoure la partie inférieure 21 de la manchette 10, et il est fixé à elle par un support annulaire 69. Des vérins 70 à vis sont soutenus par le support annulaire 69, et ils suspendent un manchon d'accostage 71 coulissant le long de la manchette 10 en direction de son axe. Dans l'état de la figure 2, le manchon d'accostage 71 est levé ; dans celui de la figure 12, correspondant à l'état baissé de la figure 3, il est abaissé, une bride d'accostage 72 qui constitue son extrémité inférieure est jointe à la bride 5 de sommet du pot 1, et les brides 5 et 72 peuvent être maintenues l'une contre l'autre en serrant un collier 73 disposé autour de la bride d'accostage 72. La manchette 10 elle-même ne change pas d'altitude entre ces deux états, mais le manchon d'accostage 71 la prolonge vers le bas d'une hauteur variable. Le manchon d'accostage 71 comprend une portion élastique 74 constituée par un soufflet, qui absorbe les compressions dues aux excès de descente du manchon d'accostage 71 au-delà du contact avec la bride 5 de sommet du pot 1, et aux dilatations thermiques du pot 1 pendant les opérations de vitrification. Le collier 73 est soutenu par des tirants statiques 75 s'étendant verticalement le long de la portion élastique 74. On passe à présent aux figures suivantes pour découvrir d'autres dispositions combattant l'encrassement des portions du dispositif d'alimentation 9. La figure 13 montre que le fourreau 16 contient un tube 76 qui le traverse en s'étendant sur toute sa hauteur dans sa cavité de refroidissement, depuis la boîte à eau 36 jusqu'au bord inférieur 77, du fourreau 16 d'où il peut projeter de l'eau de rinçage vers le bas. Le dispositif comprend encore un embout 78 de la boîte à eau 36, et une chambre d'alimentation 79 circulaire, creusée dans la boîte à eau 36 à une autre altitude que les précédentes. Il est à noter que ce dispositif sert, en l'absence de rinçage, comme prise de pression à l'intérieur du pot 1, en branchant un appareil de mesure à l'embout 78.
Les figures 14 et 15 illustrent un dispositif associé à la seconde ligne d'alimentation 24. Le prolongement 28 contient un ringard 80 de raclage, qui consiste en un piston au bout de la tige d'un vérin 81. Le ringard 80 demeure dans le prolongement 28 à l'état de repos, mais il coulisse dans la section oblique descendante 27 quand la tige du vérin 81 est déployée, en frottant sur sa paroi ou du moins en passant contre elle, ce qui enlève les salissures qui l'encrassent. Le ringard 80 et la tige du vérin 81 sont de plus évidés par un conduit de rinçage 82, raccordable à un appareil de fourniture d'eau sous pression et utilisé en cas de besoin pour rincer les sections obliques descendantes 24 et 27.
La figure 16 indique que le dispositif d'accostage 29 peut être pourvu de tubes d'injection d'air 83 dans un interstice entre le fourreau 16 et un fourreau d'accostage 84 glissant sur lui. Le fourreau d'accostage 84 appartient au manchon d'accostage 71, dont il forme une portion supérieure, et il guide son mouvement coulissant vertical. L'interstice annulaire est fermé par des joints 85 circulaires situés à ses extrémités haute et basse. La surpression qui s'établit dans l'interstice contrarie l'entrée d'impuretés déposées sur le fourreau 16 dans cet interstice lorsque le fourreau d'accostage 84 descend, et réduit donc les risques de blocage.
Le soufflet 74 est retenu entre une bride supérieure 86 et une bride inférieure 87, mieux représentées à la figure 17. Le volume 106 qu'il enclôt autour de la manchette 10 doit aussi favorablement être garanti contre les salissures. La bride supérieure 86 est traversée d'un tube 88 d'injection d'air pour créer une surpression dans ce volume 106. Elle est encore traversée de perçages d'injection d'eau 89, et la bride inférieure 87 est traversée de perçages d'évacuation d'eau 91. Les perçages d'injection d'eau 89 sont répartis autour de la circonférence de la bride supérieure 86, et ils s'étendent depuis des boîtes à eau 90 creusées au sommet de la bride supérieure 86 jusqu'à un dégagement conique 107 situé sous la bride supérieure 86, en se dirigeant vers le bas et radialement vers l'intérieur. Les perçages d'évacuation d'eau 91 ont aussi une orientation radiale et oblique verticalement, et ils descendent d'un fond du volume 106 à un intérieur d'un entonnoir 108 qui forme le fond du dispositif d'accostage 29, et qui finit à la bride d'accostage 72. La surpression produite par l'injection d'air empêche en grande partie les salissures entraînées vers le haut par les fumées d'entrer dans le volume 106. Et l'eau injectée radialement vers l'intérieur rebondit contre la face extérieure de la manchette 10 et sortant des perçages d'injection d'eau 89, se disperse dans le dégagement conique 107 puis dans tout le volume 106, avant de s'écouler dans l'entonnoir 108 soit directement, soit en empruntant les perçages d'évacuation d'eau 91.
L'invention est encore compatible avec la prise de mesures durant les opérations de vitrification ou d'autres traitements. On a déjà rencontré une possibilité de prise de pression à travers le fourreau 16. Une autre possibilité concerne la visualisation du contenu du pot 1 et par exemple de son niveau. La figure 18 représente un tube de visée 92 qui traverse obliquement la bride supérieure 86 et est dirigé dans l'intervalle entre le bas de la manchette 10 et le manchon d'accostage 71 ; la visée passe par une encoche 93 locale de la manchette 10 ; la direction de visée s'étend ensuite à travers le col 3 et aboutit dans le pot 1. La mesure s'effectue par exemple par un laser 114, en laissant le tube de visée 92 obturé par un hublot transparent 94, derrière lequel le laser 114 est installé ; son faisceau 115 est dirigé dans l'axe du tube de visée 92 ; ce dernier est balayé par une injection de gaz en surpression, introduit par un conduit 116 qui se raccorde à l'intérieur du tube de visée 92 au-dessous du hublot transparent 94, pour le maintenir dégagé des fumées.
Les appareillages d'injection et d'évacuation de fluides, ainsi que les moyens de mesure envisagés, sont considérés comme connus et ne sont donc pas décrits en détail ici.

Claims

Revendications
1. Dispositif d'alimentation d'un récipient (1) pour une installation de traitement thermique et de conditionnement de déchets, comprenant une manchette (10) ayant une ouverture inférieure (109) à accoster à une ouverture supérieure (4) du récipient, une première ligne d'alimentation (11) en déchets à traiter se raccordant à la manchette (10) et y pénétrant, la manchette contenant un outil de raclage (16) de sa face intérieure, caractérisé en ce que l'outil de raclage est un fourreau (16) d'axe parallèle à la manchette (10) et formant une section terminale de la première ligne d'alimentation (11), et le dispositif comprend un support (44) du fourreau, le support étant doté d'un mécanisme d'excentration (20 ; 39) motorisé (50) auquel le fourreau est suspendu, le mécanisme d'excentration déplaçant le fourreau dans des orbites où il est adjacent à la face intérieure de la manchette (10).
2. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fourreau se prolonge au-delà de la manchette dans un sens opposé à l'ouverture inférieure, à travers une platine d'étanchéité à une extrémité supérieure (46) de la manchette, la platine d'étanchéité comprenant une plaque mobile (61) liée au fourreau, et une plaque fixe (62) liée à la manchette (10) et sur laquelle la plaque mobile se déplace, la plaque fixe étant dotée d'une ouverture (105) de passage du fourreau plus large que celui-ci, et un dispositif d'étanchéité (64) entre la plaque fixe à la plaque mobile.
3. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le mécanisme d'excentration comprend une roue dentée d'engrenage (39) à laquelle le fourreau est suspendu, sans être coaxial à un axe de rotation de ladite roue dentée.
4. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mécanisme d'excentration est agencé pour faire aussi tourner le fourreau sur lui-même.
5. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le mécanisme d'excentration comprend un engrenage (41, 42, 49) entre une roue dentée (41) fixée au fourreau et une couronne dentée (49) fixée au mécanisme d'excentration, et le fourreau (16) est monté tournant dans la roue dentée d'engrenage (39) à laquelle il est suspendu.
6. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le fourreau (16) porte une excroissance hélicoïdale (32), notamment une lame hélicoïdale, sur sa face extérieure.
7. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la première ligne d'alimentation contient au moins une vrille (17, 18) tournante, notamment de type « queue de cochon », pour faire avancer les déchets à traiter.
8. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon les revendications 2 et 7, caractérisé en ce que la vrille (18) se prolonge au-delà du fourreau dans le sens opposé à l'ouverture inférieure de la manchette, est suspendue à un second mécanisme d'excentration motorisé, synchronisé avec le mécanisme d'excentration auquel le fourreau (16) est suspendu, et est animée en rotation par un moteur monté sur le second mécanisme d'excentration.
9. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mécanisme d'excentration auquel le fourreau est suspendu et le second mécanisme d'excentration sont reliés mécaniquement entre eux et animés par un même moteur (50).
10. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première ligne d'alimentation (11) comprend une section amont (15), faisant un angle avec la section terminale (16) et raccordée à la section terminale par un boîtier déversoir (19), la section terminale étant dotée d'un entonnoir (33) à son sommet, qui est raccordé à une face inférieure (53) percée du boîtier déversoir, le fourreau étant mobile sous le boîtier déversoir.
11. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon la revendication 10, caractérisé en ce que le fourreau (16) est coulissant dans une direction axiale de la manchette (10), et la section amont (15) est basculante en étant articulée (30, 31), à ses deux extrémités, à un point fixe du dispositif et à une paroi du boîtier déversoir.
12. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que la section amont (15) est équipée d'une vrille (17) tournante motorisée, et raccordée, à une extrémité opposée au boîtier déversoir, à une trémie (14) de déversement des déchets à traiter.
13. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend une seconde ligne d'alimentation (24) en matière d'une matrice de conditionnement des déchets, débouchant dans la manchette.
14. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon la revendication 13, caractérisé en ce que la manchette est composée de deux parties (21, 22) en prolongement, démontables l'une de l'autre et équipées de circuits distincts (110,112 ; 111, 113) de fluide de refroidissement, dont une partie inférieure comprenant l'ouverture inférieure (109), et une partie supérieure dans laquelle débouchent la seconde ligne d'alimentation (24) et une ligne d'évacuation (25) de produits gazeux issus des traitement thermiques.
15. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la seconde ligne d'alimentation est équipée d'un racleur (80) de sa face interne.
16. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon la revendication 15, caractérisé en ce que le racleur est un ringard coulissant dans une section (27) de la seconde ligne d'alimentation adjacente à la manchette, et logé dans un prolongement (28) de ladite section de la seconde ligne d'alimentation, au-delà d'une section amont (26) de la seconde ligne d'alimentation faisant un angle avec ladite section (27) adjacente à la manchette.
17. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon la revendication 16, caractérisé en ce que le ringard est traversé par un perçage (82) et un conduit de liquide de rinçage.
18. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que la manchette comprend une partie principale (21, 22) tubulaire rigide et un dispositif d'accostage (29), le dispositif d'accostage comprenant un manchon d'accostage (71) entourant la partie principale en la prolongeant vers le bas, comprenant l'ouverture inférieure (109) de la manchette, monté sur la partie principale et mobile le long de la partie principale.
19. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon la revendication 18, caractérisé en ce que le manchon d'accostage (71) comprend une portion compressible (74) en direction de la mobilité du manchon d'accostage.
20. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon la revendication 18 ou
19, caractérisé par un moyen de rinçage d'un volume annulaire entre le manchon d'accostage et la partie principale de la manchette.
21. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon les revendications 19 et
20, caractérisé en ce que la portion compressible est un soufflet (74), et le moyen de rinçage comprend des conduits d'entrée (89) dans le volume annulaire qui surplombent le soufflet, dirigés radialement vers la partie principale de la manchette et produisant des rebondissements de liquide de rinçage radialement vers l'extérieur et vers le soufflet.
22. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon l'une quelconque des revendications 18 à 21, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit (88) d'injection de gaz de surpression dans un volume annulaire entre le manchon d'accostage et la partie principale de la manchette.
23. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon l'une quelconque des revendications 18 à 22, caractérisé en ce que le manchon d'accostage (71) comprend un fourreau d'accostage (84) coulissant sur la partie principale de la manchette (10), et des actionneurs (70) de mouvement du fourreau d'accostage (71) reliant le fourreau d'accostage (84) à la partie principale de la manchette (10).
24. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit (83) d'injection de gaz de surpression dans un volume annulaire compris entre le fourreau d'accostage (84) et la partie principale de la manchette (10).
25. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, caractérisé par un conduit (76) de prise de pression comprenant des moyens de rinçage, s'étendant dans une paroi de la manchette le long de la manchette, et débouchant à un bord inférieur (77) de la manchette.
26. Dispositif d'alimentation d'un récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 25, caractérisé par un moyen (92, 94) de mesure de niveau de remplissage du récipient, disposé à travers la manchette avec injection de gaz de surpression (114) dans le conduit (92).
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JP2014134350A (ja) 2013-01-11 2014-07-24 Edwards Kk インレットノズル、及び除害装置

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