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Procèdes et appareils de séchage, principalement destinés au séchage- artificiel des plantes fourragères vertes, grains et végétaux similaires-.
La présente invention concerne un procédé perfectionné de séchage et des appareils pour le réaliser.
Le procéda, objet de la présente invention, est en premier lieu destiné au séchge artificiel des fourrages verts, grains et autres végétaux similaires en vrac et l'invention porte particulièrement sur une méthode de séchage rapide et efficace particulièrement adaptée à la structure spéciale des produits végétaux ci-dessus indiqués, ainsi que sur une ins- tallation compacte et de préférence mobile dans laquelle dé
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l'nerbe coupée au début de sa croissance peut être rapidement séchée de manière que le produit séché conserve les qualités nutritives maximum du fourrage en retenant dans celui-ci les vitamines et autres constituants précieux.
.Mais il va de soi que l'application de l'invention n'est pas limitée aux plantes fourragères ou aux végétaux similaires et que la méthode de séchage est applicable au séchage de toute matière ou produit convenables.
Le procédé objet de l'invention consiste à,soumettre brusquement la matière ou le produit à traiter à une émission de chaleur rayonnante d'intensité suffisante pour pénétrer la charge, et à la soumettre également à l'action de séchage indépendante d'un courant de gaz chaude les températures de la dite émission de chaleur rayonnante et du dit courant de séchage étant séparément contrôlées.
L'émission de chaleur rayonnante demi il est ici question est produite, comme un effet primaire, et en compensant la chaleur latente dtéva- poration, et en élevant suffisamment la température du contenu humide de la charge dans .le cas d'herbe fraîche, elle désagrège les cellules de la matière à sécher, mais l'intensité de l'émission n'est pas assez élevée pour causer une carbonisation pendant la durée de l'exposition. L'humidité libérée des dites cellules est absorbée et emportée par le courant de séchage.
Le procédé de séchage perfectionné consiste ensuite dans l'utilisation, simultanée ou successive, et séparément contrôlée, d'une émission de chaleur rayonnante suffisamment intense à partir de surfaces étendues étroitement proches, mais de préférence hors du contact de la charge à sécher, et de l'action desséchante d'un courant indépendant d'air chauffé, fortement hygroscopique et -ou-- de produits de combustion gazeux chauds, ou de gaz chauds, en sorte que l'humidité déga- gée parla chaleur rayonnante est effectivement entraînée sans
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risque de recondensation sur des portions plus froides de la charge.
L'appareil pour la réalisation du procédé dans le cas de fourrage, ou autre charge en vrac comprend une chambre ( ou des chambres) présentant des surfaces formées par des conduits en matière conductrice de la chaleur, sus- ceptibles, quand ils sont chauds, d'émettre efficacement de la chaleur rayonnante, des moyens étant prévus pour le passage du moyen gazeux chaud ( avec ou sans addition d'air atmosphérique) à travers les dits conduits et également, in- dépendamment, à travers la dite chambre.
La charge de matière à traiter est introduite dans la chambre qu'elle traverse à la vitesse appropriée de telle sorte qu'elle soit soumise à l'émission de chaleur rayonnante dégagée par les surfaces des conduits et aussi, indépendamment à l'action de séchage du courant de gaz chaud. Des moyens Sont de plus prévus pour évacuer la charge de la dite cham- bre a,près séchage.
Les conduits qui forment les surfaces émettant la chaleur rayonnante peuvent être perforés de telle sorte qu'une portion des gaz chauds s'échappant par ces perforations stajoute au courant de séchage qui passe à travers ou autour de la charge pour entrainer l'humidité vaporisée.
Des moyens sont prévus pour admettre indépendamment de l'air atmosphérique froid, pour régler la température du moyen de chauffage passant à travers les conduits émettant la chaleur rayonnante, et pour régler la température du couran,t de séchage; et la quantité de gaz admise dans les divers con- duits peut être séparément réglée .
Les surfaces émettant la chaleur sont disposées de telle sorte qu'une forte proportion dès surfaces de la charge soit amenée à proximité des surfaces émettant la chaleur rayonnante sansvenir en contact effectif avec elles.
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La charge traverse de préférence continuellement la chambre de séchage, grâce à des moyensde transport comportant des tapis roulant sans fin présentant de nombreuses ouvertures de manière à supporter la charge tout en permettant le passage des émissions de chaleur rayonnante et du gaz de déchage à travers les dits tapis, ceux-ci étant disposés les uns au-dessus des autres. Les tapis adjacents sont déplacés dans des directions relativement opposées et l'extrémité réceptrice de chaque tapis s'étend au delà de l'extrémité d'évacuation du tapis suivant situé au-dessus, de telle sorte que la charge descende en cascade de l'extrémité de sortie de chaque tapis sur l'extrémité d'entrée du tapis suivant situé au-dessous et passe plusieurs fois de bout en bout à travers la chambre de séchage.
La charge est de préférence admise à la partie supérieure de la chambre de séchage à travers une soupape tournante ou dispositif équivalent, disposé transversalement, et estévacuée par un dispositif similaire au bas de la chambre , les dites soupapes ou dispositifs étant manoeuvres, ou. autrement commandés mécaniquement , et les tapis roulants étant déplacés simultanément à l'unission. Les boisseaux permettent l'admission et l'évacuation de la charge sans permettre le passage drair libre.
Pour sécher de l'herbe fraîchement coupée, la demanderesse a trouvé que, pour une vitesse relativement basse des tapis d'environ 1 mètre IO à la minute, des courants de séchage à la température de 150 à 205 C sont appropriés; les surface* qui émettent la chaleur rayonnante étant chauffée par une partie du moyen gazeux chaud employé, avec ou sans addition d'air atmosphérique, de manière à donner une température de surface de 90 à 150 C.
La température de la chambre de séchage oü la charge pénètre est plus élevée que celle de la région de la chambre
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de séchage où.la charge est évacuée. Par exemple, dans un appareil à quatre tapis, la Demanderesse a trouvéque la sé- rie supérieure de conduits rayonnants a une température de
120 C, le second immédiatement au-dessous a une températu- re de 113 C, le troisième une température de 105 , et le quatrième au fond une température de 95
Etant donnée la grande efficacité de la méthode de séchage ci-dessus décrite, il est possible de monter sur un chassis mobile une chambre de séchage d'une capacité de 250 à
300 kgs pa,
r heure d'herbe séchée de telle sorte que l'appa- reil peut être transporté et mû par un tracteur ou engin locomoteur du type communément utilisé pour le battage.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés est relative à une installation de séchage mobile, conforme à l'invention, et spécialement prévue pour le séchage des plantes fourragères vertes fraîchement coupées, telle que
Il'herbe.
La fig. I est une vue en élévation de l'appareil.
La fig. 2 est une vue en plan.
La fig.3 est une coupe longitudinale centrale de la chambre de séchage à plus grande échelle.
La fig.4 est une vue en élévation, moitié en coupe, suivant 4-4 de la fig. 3 vue de l'extrémité gauche.
La fig. 5 est une vue en élévation, partiellement coupée, suivant 5-5 de la fig. 4.
La fig. 6 est une vue de détail d'une va,riante de construction.
La fig. 7 est une vue en bout et en coupe d'une autre variante.
Si l'on se reporte aux dessins, la chambre de séchage est constitués par une boïte rectangulaire a doublée de ma tière non conductrice de la chaleur a' et portée par un chas- sis b monté sur des roues b',b2. s'étendant le long de la
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majeure portion de chacune des parois latérales de la chambre, sont prévus des conduits horizontaux superposés e (fig. 3, 4, 5) séparés; des cloisons c', le moyen de chauffage, gazeux et chaud, étant envoyé dans les dits conduits par des passages verticaux d réunis par des collecteurs latéraux dl avec un four f (fig.1 et 2) qui peut être de toute construction convenable et capable de fournir une alimentation continue et copieuse d'air chaud sec et -ou- de produits de combustion chauds à la température requise.
La température du moyen de chauffage est réglée à la demande par des tiroirs s' contrôlant des ouvertures s d'entrée d'air-atmosphérique dans les collecteurs latéraux dl. L'admission de moyens de chauffage dans chacun des conduits 0 peut être réglée séparément par des registres coulissants, ou, comme il est représenté sur les fig. 3 et 5 par des clapets.!. pivotant sur des arbres transversaux c's'etendant à travers les parois latérales de la chambre a et équipés extérieurement de boutons de réglage e2 qui permettent de régler à la demande la position angulaire des clapets.
Les extrémités arrière des conduits ±.. sont fermées,et des conduits transversaux espacés ± réunissent ensemble des conduits ±.. de côtés opposés, les= conduits transversaux de chaque rangée étant décalés par rapport à ceux des rangées qui se trouvent immédiatement au-. dessus et au-dessous d'elle. Les conduits latéraux±.. et les conduits transver saux g sont en feuilles de métal très noires et, quand ils sont très chauds, constituent les surfaces émettrices de chaleur rayonnante. Les faces inférieures des conduits transversaux ±.sont perforées.
Le moyen de séchage constitué par des gaz chauds est aussi envoyé dans l'espace central de la chambre de séchage a entre les conduits c par un passage h ( fig.3 et 4) venant d'un collecteur central h' réuni au four f (fig.I et 2).
La température du moyen de séchage est réglée à la demande par
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deg tiroirs réglables r1 contrôlant les ouvertures d'entrée r d'air atmosphérique dans Le collecteur central h'. Les collecteurs d' et h'sont recouverts de matière non conduc- trice. Le moyen de séchage chargé d'humidité de l'espace central, aussi bien que le moyen de chauffage qui a averse les conduits c et g et ..échappe des ouvertures prévues dans ces derniers sont soutirés par un passage 1 au sommet de la chambre a conduisant à un collecteur j'qui est réuni a l'ouverture de succion d'un ventilateur t (fig. I et 2).
Dans quelques cas, au lieu d'un ventilateur aspira - teur tel que t, on peut employer un ventilateur ou cmpres-
Beur à basse pression, pour alimenter en air chaud et-ou- en produits de combustion gazeux, chauds, les collecteurs d' et h' en combinaison ou non avec un ventilateur pour ex- traire le moyen de séchage chargé d'humidité, et le moyen de chauffage de la chambre a, ou, quand on utilise un compres- seur, des ouvertures de sortie peuvent être prévues dans la chambre a à travers lesquelles les dits moyens peuvent s'échapper dans l'atmosphère. Mais cependant lorsqu'on utilise un ventilateur aspirateur en plus d'un ventilateur compresseur à basse pression,
la capacité de l'aspirateur doit être suf- firent plus grande que celle du compresseur amenant les moyens gazeux chauds aux collectours d' et h' pour pouvoir se comporter de façon adéquate avec le mélange de moyens et d'humidité vaporisés à extraire.
Le four f et le ventilateur t ( ou les ventilateurs) peuvent être montés sur le même chassis b que la chambre de sechage a ou, comme il est représenté, ils peuvent être montés sur un chassis séparé ± accouplé de manière flexible.
Des connexions flexibles sont prévues sur les collecteurs d', h'et j' quand ils passent d'un chassis à l'autre.
La charge pénètre dans la chambre de séchage a à travers un orifice d'entrée k -dans le toit de la chambre à
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.L'extrémité arrière de celle-ci. L'orifice d'entrée est pourvu d'un entonnoir k6 recevant le fourrage et équipé d'une soupa- pe tournante qui comme on le voit fig. 3 comprend un certain nombre de pales k' rayonnant à partir d'un arbre transversal horizontal k2 ,les extrémités libres des dites pales étant
5 pourvues de caoutchouc ou autre matière flexible k.
qui frotte sur les surfaces internes d'une paire de plaques incur-
3 4 5 vées k3, k4 formant la portion inférieure de l'entonnoir k6 de telle sorte que le fourrage est reçu dans les dites pales quand elles tournent vers l'intérieur et est envoyé à l'ex- trémité arrière de la chambre de séchage , l'admission d'air atmosphérique froid dans la dite chambre étant limitée à. l'air que captent les pales se mouvant vers l'intérieur tandis que l'échappement de moyen de séchage hors de la chambre est de même limité à ce que captent les pales dans leur mou- vement vers Il extérieur,
A l'intérieur de la chambre de séchage, la charge entrant par l'entrée de chargement. k tombe sur le plus élevê d'une série de larges tapis convoyeurs m, horizontaux et percés de trous, ( rig.
3 et 4) disposés l'un au-dessus de l'autre entre les conduits latéraux a et au-dessous et au- dessus des conduits transversaux g, les dits tapis convoyeurs s'étendant longitudinalement dans la chambre aomme on le voit et passant autour de rouleaux de support transversaux con- venables m1 portés par des paliers dans les parois latérales dela chambre a .
Les tapix convoyeurs m peuvent être de préférence formés de boucles entrelacées de fil solide qui supportent la charge et diffusent le moyen de séchage dans la chambre a à travers la charge en sorte qu'elle est uniformément soumise à l'action du dit moye aussi bien qu'à l'intense chaleur rayon- nante émise par la surface des conduits et g à prdximité des tapis. Le passage supérieur du tapis le plus élevé se trouve immédiatement au-dessous de la série la plus élevée de conduite transversaux g tandis que le reste des tapis convoyeurs encer-
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cle chacun une rangée de conduits transversaux au-dessous de la dite série la plus élevée.
Le fourrage sur les parties supérieures des tapis successifs est ainsi soumis à l'intense émission de chaleur rayonnante à partir des séries de con- duits g au-dessus et au-dessous des dites parties supérieures ladite chaleur rayonnante passant à travers les nombreuses ouvertures des tapis convoyeurs et se heurtant à la charge qu'ils portent.
Les tapis convoyeurs adjacents se déplacent dans des directions opposées de manière que la charge soit déplacée plusieurs fois de bout en bout dans la chambre de séchage comme indiqué, et les extrémités réceptrices de chaque tapis s'étendent au delà de l'extrémité de sortie de celui qui est immédiatement au-dessus de telle sorte que la charge descende en cascade de l'extrémité de sortie de chaque tapis sur le tapis situé au-dessous, agitant ainsi et retour- nant la matière à traiter pendant qu'elle avance à travers la chambre de séchage. Des chicanes m2 guident la charge tombante vers les extrémités réceptrices des tapis.
Le plus bas des tapis convoyeurs sans fin m délivre la charge séchée sur un orifice de sotis n dans le chassis b , le dit orifice étant équipé avec une soupape tournante comportant comme on le voit fig. 3, des pales à bords flexibles n' rayonnant d'un arbre horizontal transversal n et frottant sur une paire de plaques incurvéss n dépendant des rebords transversaux de la sortie n et limitant l'admission d'air froid atmosphérique dans la chambre a et l'échappement de moyen de séchage chaud.
Les arbres k2 et n2 des soupapes rotatives et les rouleaux m' des tapis convoyeurs m situés dans la chambre de séchage sont mus simultanément à l'unisson par des engre- nages convenables. Par exemple, et comme il est représenté, ]les arbres ±. et n2 et les rouleaux alternes m' peuvent s'éten- dre à l'extérieur de la chambre $,et être équipés de roues à
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deuts accouplées par des chaïnes p mues en des directions opposées par des pignons intermédiaires p'.
une courroie de transmission v accouple un des rouleaux m' avec une poulie v'mue par engrenage hélicoïdal v2 sur un arbre v3 mü par une série de poulies de divers diamètres v4 par une courroie passant sur un contre-arbre pourvu de poulies motrices @ qui peuvent être mues par une courroie à partir d'un moteur ou autre source d'énergie.Le ventilateur 1 est également mü à partir du contre-arbre w au moyen d'une courroie w2. Si on le désire, les rouleaux m', aux deux extrémités de la chambre de séchage, et supportant les tapis convoyeurs, peu( vent être mus impérativement pour maintenir la tension des dits tapis.
En réglant les clapets e, ou leurs équivalents, contrôlant l'admission de moyen de chauffage aux conduits * , l'intensité de la chaleur rayonnée à partir des surfaces des dits conduits et à partir des surfaces des conduits g peut être réglée. Les clapets e et les tiroirs réglables s' et r' dansles collecteurs d' et h' sont de préférence sectionnés par des appareils thermostatiques de réglage de tout type connu. be La sorte, l'intensité de la chaleur peut être contrôlée dans les conduits successifs c selon les nécessités, et la température du moyen de séchage qui passe à travers le fourrage sur les tapis roulants m peut aussi être contrôlée si on le désire.
La charge peut êtreamenés à l'entonnoir k6 de la soupape rotative de l'entrée de chargement de toute manière convenable, par exemple par un tapis incliné, sans fin, ou autre dispositif convoyeur.
L'épaisseur de la charge portée par les tapis convoyeurs m dépend de la nature de la charge, les conditions essentielles étant que les surfaces de la charge ne viennent pas en contact avec les conduits transversaux g, que la chaleur rayonnante pénètre complètement la chargeà la vitesse prédéterminée de déeplacement , et que le moyen de séchage pénètre également la charge de manière à évacuer l'humidité qui en est
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libérée par la chaleur rayonnante.. Dans le dispositif objet de l'invention, toute discontinuité dans la disposition de la charge sur les tapis convoyeurs n'entraîne pas de séchage imparfait, comme cela peut être le cas dans les appareils de séchage à tapis convoyeurs dans lesquels l'action dépend en- premier lieu du passage de gaz chauds à travers la charge.
Dans ces derniers appareils, une discontinuité ou une varia- tion dans l'épaisseur de la charge peut produire un excès de séchage et -ou- uneinsuffisance de séchage. Dans des appareils de séchage conformées à la présente invention , l'action simultanée de l'émission de chaleur rayonnante et du courant de séchage, ainsi que la chute répétée en cascade de la charge de tapis en tapis, assurent le séchage efficace de la charge malgré les discontinuités de sa disposition sur le tapis.
Comme exemple des capacités de la chambre de séchage ci-dessus décrite, on dira que pour une charge d'une épais- seur moyenne de 10 cm. , quand les tapis convoyeurs se déplacent à une vitesse de Im.10 à la minute et que la tempé- rature du moyen de chauffage dans les conduits ± coprodui- sant l'émission de chaleur rayonnante est 122 c et la tempé- rature du moyen de séchage entrant dans la chambre est 150 C, le temps nécessaire pour sécher complètement une espèce cou- rante d'herbe truchement coupée est d'environ 12 minutes.
Quand l'appareil sécheur doit être utilisé pour sécher du grain, les tapis convoyeurs m sontmodifiés et on fixe sur eux un tissu de recouvrement à mailles ouvertes pour empêcher le grain de tomber au travers des tapis convoyeurs.
Dans quelques cas cependant, au lieu d'employer des tapis convoyeurs pour déplacer la charge à travers la chambre de séchage, on peut étaler ou disposer la, charge sur un ou Plusieurs plateaux étendus en métal, ou supports similaires, qui peuvent être glissés dans la chambre et en être retirés lorsque la charge est sèche, les dits plateaux se trouvât, pendant le processus de séchage, à proximité étroite,
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mais non en contact des surfaces émattant la chaleur rayon- nante dans la chambre.
Dans la cas d'une charge consistant en masses séparées, des conduits longitudinaux semblables aux conduits transversaux déjà décrits, peuvent être prévus pour amener de la chaleur rayonnante aux côtés de la Charge pendant son passage à travers la chambre de séchage.
Si l'on se réfère à la disposition modifiée repré- sentée sur la fig. 6, les gaz chauds passent à travers des conduits transversaux ± et des conduits longitudinaux x disposés à quelques centimètres au-dessus des tapis sans fin m de telle sorte que la charge se déplace à travers les canaux x' qui sont de la sorte entourés par la chaleur des surfaces rayonnantes.
Dans la variante représentée fig. 7, les gaz chauds passent à travers les conduits longitudinaux x et la charge passe à travers les tunnels y.
On comprendra qu'un seul tapis de longueur équivalente passant à travers une chambre allongée, pourrait être utilisé sans sortir du cadre de l'invention, plus particulièrement quand il n'est pas essentiel que les appareils soient mobiles.
Dans le cas d'un appareil à un seul tunnel, le réglage voulu de la tempéra'cure entre l'entrée et la sortie du séchoir, peut être assuré par la divisio des conduits émetant la chaleur rayonnante en sections séparément alimentées de telle sorte que leur température puisse êyre indépendamment contrôlée, suivant la nature de la charge.
Quand la charge est constituée par une matière en vrac de nature végétale ou autre, elle peut être supportée par Ces surfaces stationnaires superposées, de matière perforée, et poussée sur ces surfaces par une série de râteaux ou racloirs appropriés grâce auxquels la matière descend en cascade de l'extrémité de chaque surface de support pour tomber sur la suivante située au-dessous, la charge se trouvant ainsi agitée et retournée pendant son avance à travers la chambre de séchage.
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Des supports peuvent être prévus sur le toit de la chambre de séchage en sorte qu'on peut y fixer un auvent ou un abri pour protéger des intempéries l'installation de séchage.
Bien que l'installation de séchage, de préférence destinée au séchage des plantes fourragères vertes, ou plantes similaires, soit sous la forme d'une unité mobile comme il a été décrit et représenté, on comprendre naturelle- ment que l'installation pourrait être montée sur des fonda- tions fixes.