<Desc/Clms Page number 1>
BREVET D'INVENTION Alexandre DEBAISIEUX à Frasnel-lez-Buissenal (Belgique), Appareil pour la fabrication continue du Superphosphate et de matières analogues.
La présente invention a pour objet un appareil perfectionné pour la fabrication continue,des engrais phosphatés tels que le super, -phosphate,et de toute matière analogue.
Suivant la méthode classique.,la fabrication du superphosphate consiste en une suite d'Opérations successives.Le minerai phosphaté finement broyé et l'acide sulfurique quand il s'agit de superphos- -phate simple,ou l'acide phosphorique quand il s'agit de préparer du superphosphate double,sont malaxés ensemble dans un mélangeur mécanique queloonque,en quantités rigoureusement déterminées.La masse liquide obtenue est ensuite déversée dans des chambres où la réaction se poursuit durant un temps plus ou moins long,va aspi- -rateur de gaz complété par un laveur condenseur élimine les gaz et vapeurs au fur et à mesure de leur dégagement.Lorsque le super- -phosphate est solidifié,il est extrait de la chambre,
le plus sou- -vent au moyen d'un dispositif excavateur mécanique dont la conoep- -tion varie suivant la cave employée.
L'appareil,faisant l'objet de la présente invention,a pour but de réaliser la fabrication du superphosphate de telle sorte que les différentes opérations concourant à la préparation de ce ...
<Desc/Clms Page number 2>
...produit,aient lieu simultanément et d'une façon continue.
Ce but est réalisé au moyen d'une ohambre d'acidification circulai -re,remplie au moyen d'un malaxeur continu dont l'orifice de déch- arge se déplace suivant la circonférence de la cave,et vidée au moyen d'un dispositif déoaveur se déplaçant de même.
L'appareil se compose des éléments suivants: a) distributeur doseur continu à phosphate broyé b) alimentateur continu réglable à acide c) malaxeur continu d) ohambre ou 'cave* circulaire,à remplissage,à vidange, et à évacuation continus et simultanés,et munie d'un dispositif d'élimination des gaz et vapeur,constituant l'objet essen- -tiel du présent brevet.
L'apport continu et en quantité déterminée du phosphate moulu est réalisé par l'un des dispositifs quelconques,à débit constant et réglable.employés dans l'industrie,tels que; distributeurs à sole doseuse,vis d'Arohiméde,alimentateur,à piston,à tiroir.ou à auges,distributeur à cylindre cannelé,poidomére,etc..Voir plan fig2,le distributeur doseur (6) alimenté par le silo à phosphate (5)
L'alimentation continue et régulière en acide est réalisée soit au moyen d'un robinet contrôleur (3),soit au moyen d'un dispositif quelconque à débit réglable.Afin d'obtenir une alimentation d'aci- de,dont le débit une fois réglé soit le plus régulier possible,on intercale un bac à niveau constant (2) alimenté par le réservoir (I) en excès,
de telle sorte que le trop-plein fonctionne oonstam- -ment.
Au lieu d'adopter pour le phosphate et pour l'acide,des alimen- -tateurs réglant le débit des matières premières "en volume*,on peut envisager l'emploi de peseurs automatiques pour chacune des matiéres employées.Il faut alors prévoir un dispositif doubla,et effectuant rapidement des pesées de petites quantités de produits, de façon que le malaxeur reçoive le phosphate et l'acide presque continuellement.Il faut également synchroniser les deux dispositifs de pesage,de telle sorte que l'acide et le phosphate soient intro.
-duits simultanément dans l'appareil de réaction.
<Desc/Clms Page number 3>
Les dispositifs d'alimentation et de mesurage des matières premié- -res sont disposes sur une plate-forme fixe située à la partie supérieure de l'appareil.
Le malaxeur oontinu est réalisé en forme d'auge horizontale, dans laquelle travaillent des bras pétrisseurs montés sur un arbre rotatif transversal situé au centre de l@appareil.11 est avantageux de disposer les bras de telle sorte,qu'une palette faisant avancer la masse vers la sortie du malaxeur d'une distance égale à 2 par exemple,la palette suivante soit orientée et ait une forme appro -priée de telle façon qu'elle ramène la masse en arrière d'une distance égale à I.Cette façon de faire a pour effet d'épaissir la masse davantage.Il est également intéressant d'employer un malaxeur à deux ou plusieurs compartiments,dans lesquels travail- -lent des bras de longueurs différentes.Il est nécessaire de pr@é -voir une prise de gaz sur le malaxeur,
soit par exemple en munis- -sant cet appareil d'un faux couvercle perforé (II).Le dispositif de malaxage déorit 'ci-dessus est donné à titre exemplatif.Tout dispositif quelconque de malaxeur continu réalisé de telle sorte que l'alimentation en matières premières s'effectuant à une extré- -mité,la masse épaissie s'évacue à l'autre bout de .'appareil d'une façon continue,peut être employé.Les dimensions du malaxeur doivent évidemment être établies en tenant compte de la production requise et des porportions générales de l'installation.
La ohambre de réaction,le dispositif,d'élimination des gaz et vapeurs, de ventilation .d'évacuation automatique et continue du superphosphate,constituent l'objet proprement dit du présent brevet
La chambre circulaire est constituée par un silo,dont la forme découle clairement des fig.I et 3.La forme géométrique de cette chambre peut être définie de la façon suivante; "le volume annulai- -re engendré par une surface de révolution,de forme rectangulaire à la partie supérieure et trapézoïdale à la partie inférieure.
La grande base du trapèze iosocèle est commune avec un des petits côtés du rectangle,Les grands côtés du rectangle et les cotés obliques du trapèze forment les parois fixes de la chambre (13).
La partie inférieure du silo est ouverte,suivant une saignée ...
<Desc/Clms Page number 4>
..circulaire de façon à permettre l'évacuation du superphosphate.
En se reportant à l'explication de la forme géométrique de l'appa- -reil,onhpeut dire qu'une ouverture est ménagée sur tout le fond du silo suivant la petite base du trapèze.
Des colonnes supportent la chambre circulaire à une certaine hauteur du sol.Le silo et l'ensemble de l'appareil peuvent être construits soit en bois,soit en fer,soit mieux encore en ciment armé.
Une plaque tournante constitue la partie supérieure formant couvercle de la chambre.Cette plaque tournante repose sur les bords du silo par l'intermédiaire de galets se déplaçant sur un chemin de roulement circulaire,et est supportée en son centre, par un arbre vertical tournant dans une crapaudine (19) disposée dans l'espace cylindrique central de l'appareil.L'étanchéité, entre la plaque tournante et le silo est assurée au moyen d'un dispositif de joints hydrauliques.
Sur la plaque tournante,sont disposés le malaxeur (4) et le dispositif de commande du découpeur,de la masse de superphosphate solidifié,qui est suspendu à cette plate-forme et travaille dans le silo.Le malaxeur est placé de telle sorte que l'orifioe d'alim- -entation en matières premiéres'se trouve exactement au centre de l'appareil et qu'en tournant sur @lle-même elle soit constamment en dessous des arrivées de phosphate et d*aoide.La position du malaxeur sur la plaque tournante est telle que le déversement de la matière mélangée et épaissie s'effectue au milieu de l'espace annulaire constituant la chambre de réaction (13).
La découpeuse à superphosphate solidifié (14) est constituée par une carcasse,en fers profilés,de forme oylindro-conique,épous- -ant la forme intérieure du silo circulaire .Plusieurs séries de dents ou couteuax,sont montées sur cet' ' appareil,Celui-ci est réalisé de telle sorte que les porte-couteaux verticaux sont reliés à. une pièce formant tête d'arbre au moyen de fers profilée.Afin d'éviter les déformations par suite de la poussée de la masse sur les couteaux,l'arbre vertical, actionnant la déooupeuse,est guidé jusqu'au centre de réaction,,au moyen d'une pièce métallique ...
<Desc/Clms Page number 5>
..tubulaire solidement fixée à la plate-forme.La déooupeuse est animée d'un mouvement de rotation,au moyen d'un dispositif d'engr- -enages coniques commande mécaniquement.
La déooupeuse est suspendue en un point de la plate-forme,de telle sorte que l'axe vertioal,supportant et commandant cet appa- -reil,se trouve au milieu de l'espace annulaire,constituant le silo, et à une distance de l'orifice de décharge du malaxeur égale par exemple,au 1/4 de la circonférence (comme représenté en plan à la fig. 1 ).
Entre l'orifice de vidange du malaxeur et la découpeuse,une oloison formant bouolier ( 26 ) est suspendue à la plate-forme.
Ce bouclier est de forme appropriée pour résister le mieux possible à la poussée de la matière sortant du malaxeur et venant remplir la chambre annulaire.Il est oonstitué,soit par des tôles,soit mineux p par un plancher en bois résineux fixé sur un poutrellage métallique maintenu par des profilés disposés obliquement et formant jambes de force reliées à la plate-forme du coté de la découpeuse,
Une passerelle ( 27 ) située à l'intérieur de la fosse,et sus- -pendue à la plaque tournante.permet l'inspection de la déooupeuse.
On y accède par un trou d'homme ( 28 ) ménagé dans la plate-forme.
Le malaxeur et la découpeuse sont oommandés par des moteurs électriques à réducteurs de vitesse ( 10 ),montés sur la plaque tournante,et alimentés en oourant par des prises à trolley.
Afin de réaliser une évaouation énergique des gaz aux endroits de leurs dégagements,il est disposé dans l'espace central libre de l'appareil.un carneau circulaire ( 12) monté en console.Le couvercle de celui-ci est constitué par la plate-forme elle-même. et l'étanohéité est réalisée au moyen de joints hydrauliques.
Ce oarneau circulaire est toujours en communication.d'une part aveo les zones de dégagement de gaz et vapeurs (malaxeur.parties de la cave voisines de déversement du malaxeur et de la déooupeuse) au moyen de hottes ( 29 ) et de tuyauteries ( 8 ) montées sur la plate-forme,d'autre part aveo le laveur de gaz et la cheminée au moyen d'une tuyauterie verticale prolongée par une section hori- -zontale ( 18 ) passant en dessous de l'appareil.et desservant...
<Desc/Clms Page number 6>
...un puissant aspirateur.Des registres ( 9 ) placés sur les dif- -férentes tuyauteries d'aspiration ,permettent d'équilibrer le tira- -ge.On peut aspirer séparément,les gaz se dégageant au malaxeur et à proximité de celui-ci,et ceux se dégageant lors du découpage de la masse,en disposant deux carneaux circulaires concentriques,reliée chacun à une tuyauterie différente d'évacuation.
Le fond de la chambre est constitué par une fermeture circulaire rotative ( 15 ) munie de roues à bourrelet reposant sur un chemin de roulement (voie) monté sur des consoles solidaires des colonnes portant le silo.Une ouverture est ménagée,en un point de la plaque de fermeture,afin de permettre l'évaluation du superphsophate.
Cette fermeture ainsi que la plaque tournante peuvent être réalisées,en matériaux quelconques:armature en fer revêtue d'un plancher en bois résineux ou de plaques de fonte,dalles monolithes en ciment armé.
On peut évidemment rempl@cér la fermeture circulaire rotative, par une série de trappes manoeuvrées à la main,et formant portes de vidange.L'appareil présente alors l'inconvénient de n'être pas complètement automatique,mais cette solution simplifie la constru- -ction.
La plaque tournante et la fermeture circulaire sont animées,au moyen d'un dispositif mécanique quelconque,d'un même mouvement de rotation très lent et rigoureusement synchronisé,de telle sorte que l'orifice de sortie du superphosphate disposé dans l'épaisseur de la fermeture circulaire soit constamment en dessous delà déoou,- -peuse.On peut réaliser cet effet au moyen de câbles sans fin et d'un dispositif de treuil ou d'arbre vertical muni de tambours à gorges ( 23) dont l'un reçoit le câble de commande delà plate- forme,et l'autre celui de la fermeture circulaire.Des chemins d'enroulement ( 22) sont alors disposés sur la plaque tournante et la fermeture circulaire,
defaçon à recevoir les câbles ou mieux les chaînes câblées de commande.Il est également nécessaire de prévoir des dispositifs tendeurs pour les câbles.11 est évident que l'on peut également réaliser la rotation de ces parties de l'appareil au moyen de secteurs dentés et d'engrenages.
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
La vitesse de rotation est réglable,afin de pouvoir faire varier la production de l'appareil et d'adapter les conditions de marche aux matières premières employées.
Le superphosphate extrait du silo par le déooupeur,tombe à tra- -vers l'orifice aménagé dans la fermeture circulaire mobile sur le tablier d'un transporteur spécialement conçou,doù il est amené au point de déchargement.Ce transporteur circulaire est constitué par une charpente métallique mobile sur elle-même ( 16 ) ,montée sur essieux et roues de wagonnet ou sur monorail,et se déplaçant sur une voie ( 20 ) en forme de circonférence disposée en dessous de la cave annulaire.La rotation de l'ensemble est assurée au moyen d'un moteur électrique ( 17 ) du type utilisé pour les monorails auttmoteurs.Oe moteur alimenté par trolley,
commande par chaînes ou engrenages un essieu ou mieux un boggie moteur.La partie supérieure du transporteur est un couloir circulaire en tôle,ouvert au dessus et d'un cote.Le superphosphate tombant sur le transport- -eur est entraîné jusqu'en un point donné du circuit,ou se trouve un raolette faisant tomber le produit sur un dispositif alimentant un élévateur ( 24 ) desservant l@appareil de mise en stock (monorail wagonnets.courroies transporteuses).Afin d'éviter que le super ne tombe du transporteur avant d'arriver au lieu de déohargement,on peut disposer un bouclier ( SI ) à la périphérie de la bande oirou- -laire de transport,
Cet accessoire n'est pas indispensable.pourvu que l'on prévoit un tranporteur suffisamment large,pour réaliser un talus naturel du superphosphate.
Le dispositif faisant l'objet du présent brevet,peut également être réalisé en adoptant une chambre de réaotion,de section géomé- -trique quelconque de forme appropriée,telle que par exemple,en for- -me de'tore de révolution"oomme le représente les fig.3 et 4.
L'ensemble de l'installation est identique à ce qui a été décrit précédemment,sauf en ce qui concerne le dispositif déoaveur.
Le déooupeur à superphosphate est alors semblable au type d'appa- -rail généralement enployé pour la vidange des clas reil généralement employé pour la vidange des'classiques intermit- -tentes de forme cylindrique.Les couteaux déooupeurs sont montés sur des bras,tournant autour d'un arbre horizontal et coupent....
<Desc/Clms Page number 8>
..le superphosphate en tranches minces sur tout le front.Des palets -tes servant à ventiler et à écouler le superphosphate sont généra-.
-lement- adaptées à l'axe portant les bras découpeurs.
Ce dispositif est suspendu à la plate-forme mobile,et commandé au moyen d'un arbre vertical et de renvois d'angle.L'un de ces cou- -ples d'engrenages ooniques est situé sur la plaque tournante,et l'autre est enfermé avec les axes dans un carter étanche,qui sert en même temps de guide d'arbre et de support de l'appareil.On peut envisager de suspendre,à la plate-forme.le moteur et le réducteur de vitesse enfermés dans un carter,de cette façon,le dispositif dé- -oaveur est tout entier dans la chambre circulaire,
et on évite les renvois d'angle les bras découpeurs étant montés directement sur l'arbre horizontal du réducteur.Des poutrelles métalliques forçant jambes de force obliques réunissent l'appareil à la plate-forme mobile.Un disque en tôle est avantageusement disposé derrière les bras portant les oouteaux,de façon à isoler,des gaz se dégageant lors du découpage,la partie de la cave comprise entre le déoaveur et le bouclier ( 26 ).
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant:
A la mise en service de l'appareil,on descend une cloison verticale en bois ou en t81e,à. travers une ouverture ( 30 )ménagée dans le plancher de la plate-forme mobile.On commence alors à rem- "plir l'espace de la chambre,compris entre cette oloison et le bouclier ( 26 ),au moyen du malaxeur.Lorsque cet espaoedest rempli on arrête l'opération.et on attend que la masse de superphosphate soit solidifiée.On retire alors,au moyen d'un palan par exemple, la cloison vertioale qu'on avait introduite dans la chambre au début de la mise en marche.
L'appareil est alors prêt à fonctionner,et on met en marche, à nouveau,le malaxeur ainsi que la plate-forme mobile et la ferme- -ture oirculaire.La matière pâteuse sortant du malaxeur,vient rem- -plir constamment l'espace de la oave,oompris entre le bloc de superphosphate solidifié et le bouclier.qui étant solidaire de la plaque tournante se déplace en même temps et à la même vitesse que l'orifice de déversement du malaxeur.
<Desc/Clms Page number 9>
Lorsque le dispositif mobile a tourné d'un angle tel que le déooupeur vient rencontrer la masse de superphosphate solidifié ( 3/4 de la longueur de la circonférence,si on considère les exem- -pies de réalisations donnés par les dessins ci annexés ),on met le déoaveur en foncionnement.Le découpeur avancant constamment avec la plate-forme,divise en tournant la masse en fines partioules, qui tombent,à travers l'orifice de déchargementde la fermeture mobile,sur le transporteur.
La marche de l'appareil devient alors automatique et continue, la matière malaxée venant constamment remplir le silo,au lieu et place du superphosphate solidifié extrait par la déoaveuee.
Les dimensions de l'appareil doivent être déterminées suivant la production horaire que l'on désire réaliser,et suivant la durée de séjour en cave nécessaire pour la solidification de la masse, et l'obtention d'un superphosphate la plus sec possible et conten.
-ant le maximum d'acide phosphorique soluble;ces derniers éléments varient d'après les matières premières employées.
Généralement la plaque tournante met plusieurs heures,pour accomplir un tour complet.Le sens de rotation est indiqué,par une flèche sur la fig.I.
Les dessins annexés représentent,à titre d'exemples,des form..
-es préférées,d'exécution de l'objet de l'invention.La présente invention n'est pas limitée aux exemples particuliers de réalisat- ions,et aux applications décrites.Les expressions utilisées,dans ce qui précéde,ont été employées pour détailler l'invention et ne doivent pas être considérées dans un sens limitatif.