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Appareil pulvériseur
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""'r5emande de brevet frarH'rJis en 3 f;vour du 5 Février l9!5.
Il existe de nombreux types d'appareils pulvériseurs dont le principe est le suivant: une turbine, tournant à grande vitesse, broie la matière par chocs et frottement contre ses palettes ou marteaux, et oontre le carter qui enveloppe la turbine, pendant qu'un courant d'air chaud traverse cette turbine en séchant la matière et en entrai- nant le produit broyé. Les palettes ou masteaux s'usent relativement vite, et par suite tout doit âtre conçu pour offrir le plus de métal possible à l'usure, et pour rem- placer aisément les organes de broyage.
La présente invention a pour objet un appareil de cette oatégorie, dans lequel des dispositifs spéciaux as- surent une efficacité de séohage et de pulvérisation beau- coup plus grande, ainsi qu'un entretien faoile et peu onéreux des organes de pulvérisation.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple: la figure 1 est une coupe verticale d'un mode d'exé- oution de l'appareil, perpendiculaire à l axe de rotation suivant la ligne 1-1 de la figure 2;
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la figure 2 est une coupe verticale suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue en plan ; la figure 4 est une coupe oblique de la partie su- périeure de la chambre de broyage suivant la ligne 4-4 de la figure 1; la figure 5 est une coupe verticale de la ohambre de broyage, perpendiculaire à l'axe de rotation, et suivant la ligne 1-1 de la figure 2, maisavec la tur- bine enlevée.
Suivant l'exemple d'exécution représenté, la tur- bine montée sur un arbre 1, lui-même porté par des pa- liers 2, tourne dans le sens indiqué par la flèche! (figure 1). Cette turbine est oonstituée par deux moyeux
3 et 4, clavetés coulissants sur l'arbre 2 et par des seg- ments en nombre plus ou moins grand suivant le diamètre de la turbine. Ces segments 5 sont bloqués entre les mo- yeux 3 et 4 par un écrou 6 qui se visse sur un filetage de l'arbre 1 et qui porte un cordon circulaire logé dans une rainure circulaire 4a du moyeu 4. Le moyeu 3 s'appuie sur nn épaulement 3a (figure 2) du même arbre pour per- mettre le blocage. Les segments 5 portent les aubes de pulvérisation 7, fixées de part etd'autre dessegments
5 par rivets ou boulons.
Ce mode de montage desaubes 7 sur les segments 5 permet de multiplier le nombre de ces aubes, ainsi que de leur donner une forte épaisseur dans les parties travaillantes et par suite d'offrir beaucoup de métal à l'usure. Il permet, en outre, de donner à ces aubes la forme qui convient le mieux au déplacement des gaz chauds dans la turbine, donc d'économiser de la puissance.
Le démontage des segpents en vue du remplacement da s aubes après usure est aisé. Il suffit d'ouvrir un oonver-
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ole 8 (figure 1) prévu dans le carter 9 qui enveloppe la turbine, de desserrer 1'écran 6 qui, par la gorge circulaire 4a (figure 2) entraine le moyeu 4, et l'éoar- te du moyeu 3 d'une quantité suffisant à libérer les
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segmenta t5, et enfin due :aortir de l'appareil oes tiegl116nta 5 avec les aubes usées qu'ils portent, à mesure qu'ils se présentent devant l'ouverture du carter. Le montage des secteurs pourvus d'aubes neuves se fait aussi faoilement par les manoeuvres inverses.
Les gaz chauds, qui doivent compléter le séohage pendant le broyage et véhiculer la matière jusqu'au sé. lecteur, sont introduits dans le broyeur par deux tubulu- res10 et conduits de part et d'autre de la turbine jus- qu'à ses ouies par des parois 11 (figure 4) et des déflec- teurs 12 s'étendant sur un quart de cercle environ. Ils s'écoulent donc dans les passages latéraux 13 et sont distribués aux aubes 7, vers leur petit diamètre de fixa- tion, par l'espace annulaire 14 s'étendant sur un quart de circonférence environ.
Dans les deux parois radiqles du carter 9 et pour toute la région dans laquelle ce carter 9 constitue une enveloppe concentrique à la turbine,sont ménagée des canaux 15 de forme appropriée (figures 2 et 5) faisant communiquer la périphérie 16'du carter avec des orifioes 17 ménagées dans le carter au droit de la base des ailettes 7.
Le broyeur est surmonté d'un sélecteur 18 de type quelconque, avec lequel il communique par un orifice 19.
Le sélecteur 18 surmonté d'un conduit 20, est muni d'une buse latérale 21 et d'une buse verticale 22, dispo- sée, de préférence, au-dessus de la buse 21.
Le fonctionnement de l'appareil pulvériseur est le suivant: la matière, préalablement dosée, est introduite par l'orifice 22 dans le sélecteur 18 et on injecte, de préférence tangentiellement par la buse 21 une certaine
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quantité de gaz chaud d'appoint. La matière tombe donc en pluie dans ledit courant de gaz. Les poussières sont entraînées par le courant de gaz et sont soumises au sélecteur sans avoir à traverser le broyeur ; les grains et les morceaux tombant à laisse du sélecteur. Cette ventilation de la matière avec des gaz chauds opère un premier séchage. Les poussières entraînées par le courant d'air tangentiel sont centrifugées, puis traitées par le sélecteur; les trop grosses particules sont rejetées et regagnent les grains et les morceaux déjà séparés.
Les poussières assez fines demeurent en suspension dans les gaz et sont évacuées du sélecteur 10 par la tuyauterie 12, avec le produit fini.
Les poussières, grains et morceaux rejetés par le sélecteur s'écoulent par gravité, pénètrent dans le broyeur par l'orifice 19 ; ils s'amassent dans la région 23 (figure 1) ou ils sont violemment centrifugés par les aubes 7 qui tournent à grande vitesse entraînées par l'arbre 1 dans le sens indiqué par la flèche f.
D'autre part on introduit une certaine proportion de gaz chauds par les tubulures 10. Cet air chaud passe dans les conduits 13, les espaces annulaires 14, puis dans les aubes 7. Une partie de ces gaz est rejetée vers le sélec- teur au voisinage de la région 23. Elle brasse de nouveau la matière qui s'écoule dans cette zone, concourt à son séohage, et complète la séparation des particules assez fines. Le reste est entraîné à l'intérieur du oarter 9,et sert à parachever le séchage de la matière en même temps qu'à la véhiculer dans les circuits internes de la turbine.
La répartition des gaz chauds entre le sélecteur (tubulure 21) et le broyeur (tubulure 10) est motivée par ce qui suit : Un raison des grandes vitesses de circulation des gaz dans la turbine et dans le broyeur, il suffit
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d'une faible quantité de gaz pour véhiculer le produit.
D'autre part, cette circulation de gaz étant cause d'une absorption de puissance relativement élevée, on a tout intérêt à la réduire au strict minimum compatible avec le parachèvement du séchage et l'entraînement des poussiè- re s. Ce minimum étant insuffisant pour la sélection, on est conduit à envoyer dans le sélecteur une proportion d'air complémentaire par la tubulure 21. Le mode d'injeo- tion de cet air complémentaire assure d'ailleurs, comme on l'a indiqué, le triple bénéfice d'une réduction de puissance absorbée, d'un séchage préalable de la matière brute, et enfin d'une séparation des fines poussières avant broyage.
Le principe de fonctionnement du broyeur est le sui- vent :
Si l'on observe le travail de la turbine, on remar- quera que:
1 - pendant leur passage devant l'orifice 19, les aubes font office de palettes de ventilateur, et débi- tent à grande vitesse par l'ouverture 19 les gaz qui ont été alimentés vers l'entrée de ces aubes par les orifices
14 ; 2 . pendant qu'elles parcourent le reste de la oir- conférence entièrement fermé, les aubes ne peuvent débi- ter leurs gaz que latéralement su des passages tels que
15 sont prévus.
Dans le cas ou les canaux 15 n'existent pas, les au- bes mettent en très forte pression la zone 16 comprise entre leurs extrémités et la partie fermée du carter,sans aucun écoulement gazeux, La matière accumulée en 23 et centrifugée vers le carter 9 à sa première rencontre avec les aubes 7, n'est plus entraînée dans le mouvement de rotation que par visoosité de l'air contenu en 16 c'est- à-dire à une vitesse nettement inférieure à celle de la .turbine, et d'autant plus faible que la distance entre
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les extrémités des aubes 7 et le carter 9 est plus grande.
En résumé, dans ce cas, le processus de la pulvéri- sation est le suivant: ohoo d'une aube 7 oontre la parti- oule à écraser, projection de cette particule contre le carter 9, ensuite frottement de la particule contre oe carter à une,vitesse relativement réduite, et enfin expul sion de cette particule par l'ouverture du carter. Le pro- cessus est exactement le même si l'on introduit la matiè- re à pulvériser vers le centre de la turbine au lieu de l'admettre vers la périphérie comme indiqué ci-dessus.
Pour augmenter la puissance de pulvérisation, on a prévu selon l'invention, dans les deux parois radiales du carter, et pour toute la région où ce carter constitue une enveloppe concentrique, des canaux 15, qui ramènent la ma- tière et les gaz débités par les aubes 7, dans l'espace annulaire 17 d'où. ils s'écoulent entre les aubes et à l'origine de oelles-oi pour être centrifugée ensuite, pro- jetés de nouveau contre le carter etc...
Grâce à la pression que peut donner la turbine, la vitesse d'écoulement des gaz et de la matière dans ces circuits internes est très grande et par suite on obtient plusieurs de ces circuits internes, c'est-à-dire plusieurs réintroductions entre les palettes, par révolution de la turbine.
Le processus de la pulvérisation devient alors le suivant: Dans la région 23, choc de la particule à pulvé- riser contre une aube 7, ensuite projeotion de cette par- ticule oontre le carter (deuxième choc), puis frottement à grande vitesse de cette même particule contre le carter d'abord, puis contre les parois de l'un des canaux 15,en- fin ohoo contre une aube à l'entrés(troisième ohoo), et
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ainsi de suite à raison de deux chocs par circuit in- terne qui s'ajoutent au chos initial, soit une moyenne de oinq à sept ohoos suivant le diamètre de la turbine, alors que précédemment on n'en oomptait que deux.
De plus le chemin parcouru à grande vitesse par la particule en question contre le onrter, les parois des canaux, les aubes est sensiblement plus élevé que précédemment.
La multiplication des choos est d'autant plus inté- ressante qu'il a été constate sur les appareils à marteaux ou palettes en service, que l'usure est beaucoup plus importante aux points d'impact des particules sur les marteaux ou palettes, ce qui revient à dire que le travail de pulvérisation est lui-même beaucoup plus impor- tant en ces régions où se produisent les chocs entre par- ticules et palettes ou marteaux. Ces chocs sont donc eau- se d'un accroissement de puissance de pulvérisation, et multiplier leur nombre conduit à augmenter dans la même proportion les possibilités de pulvérisation.
Les nombreux chocs causés par une telle circulation ainsi que le frottement des particules à très grande vi- tesse contre la paroi interne du carter 9, contre les pa- rois des canaux 19 et contre les aubes 7, assurent donc une très grande efficacité de pulvérisation à l'appareil. à partir de la zone 24 (figure 1) les gaz et la ma- tière broyée sont rejetés par l'ouverture du carter, ils pénètrent par l'orifice 19 dans le sélecteur 18, et sont soumis à la classification. Les trop grosses particules retournent par gravité au broyeur. Elles rejoignant en 23 la matière brute. Le produit fini est évacué avec les gaz par la tuyauterie 20.
Naturellement l'invention n'est nullement limitée au mode d'exécution représenté et décrit qui n'a été choisi qu'à titre d'exemple. On pourrait modifier la po- sition de la tubulure 22 d'introduction de la matière
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brute, et même introduire cette matière vers le centre de la turbine au lieu de l'introduire dans le sélecteur.
On pourrait également modifier la forme et la fixation des aubes 7, monter parallèlement plusieurs turbines dans le même carter pour augmenter la puissance de pulvérisa- tion, constituer les turbines par une seule rangée d'aubes fixées d'un seul côté des segments 5, remplacer les seg- ments 5 par une couronne circulaire de même largeur, et prévoir un démontage de l'ensemble aubes, couronne circu- laire, moyeu, par un oout de l'arbre etc... On pourrait de même, supprimer les oloisons qui existent entre les canaux 15 et par suite remplacer ceux-ci par un intervalle continu de largeur convenable mettant en communication la périphérie de la turbine aveo l'entrée dans les aubes.
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