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Procédé et appareil perfectionnés de traitement de l'air chargé de poussières.
Cette invention concerne le traitement de l'air chargé de poussières en vue d'en séparer les poussières et concerne plus particulièrement le traitement de l'air dans les activités industrielles, plus spécialement à l'intérieur et au voisinage des mines de charbon, le terme "poussières" étant toutefois destiné à désigner toutes les particules solides fines qui sont susceptibles d'être portées par l'air.
Dans les mines de charbon, la manutention mécanique du charbon tend à soulever une grande quan-
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tité de poussières, surtout là où le charbon est transféré d'un transporteur à un autre ou d'un transporteur à l'intérieur de wagonnets pour être remonté à la. surface et, bien que la présente invention soit généralement applicable au traitement de l'air chargé de poussières, un des buts particuliers de l'invention est de permettre de traiter 1' air chargé de poussières aux endroits des mines de charbon tels que ceux dont il a été question plus haut de façon que les poussières soient séparées de l'air et évacuées, alors que l'air purifié est rejeté dans l'atmosphère de la mine.
Une des caractéristiques de l'appareil destiné au traitement de l'air chargé de poussières suivant l'invention est le fait que, dans de nombreux cas, dans les mines de charbon, l'appareil n'a pas besoin de comporter des pièces mécaniques mobiles quelconques.
Suivant la présente invention, un procédé de traitement d'air chargé de poussières en vue d'en séparer les poussières, en particulier dans les espaces limités dont on dispose dans les mines de charbon, consiste à provoquer ltappel de l'air chargé de poussières dans un conduit horizontal (ou principalement horizontal) et tubulaire, à traiter l'air chargé de poussières, dans l'espace interne du conduit et dans une zone dudit conduit où la vitesse de l'air dans le système est approximativement maximum, par de l'eau à un état de très fine subdivision, savoir sous forme d'une buée et, en avait de cette zône, à créer dans le conduit des conditions de pression et de vitesse telles que, à mesure que l'air se meut vers la. sortie, la poussière mouillée se dépose le long de la surface intérieure du conduit.
Dans l'application du procédé de traitement d' air chargé de poussières suivant l'invention, l'introduction de l'humidité sous forme d'une buée est utilisée,
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là où cela est possible, pour provoquer l'introduction d' air chargé de poussières dans le conduit.
Ainsi, lorsqu' on a une source d'air sous pression à sa disposition.conne c'est le cas dans de nombreuses mines de charbon, ou si, dans le cas où. une telle source n'existe pas, il est possible d'en aménager une, on fait en sorte que l'air sous pression introduit dans le conduit agisse à la façon d'un injecteur de façon à provoquer ou seconder l'appel de l'air chargé de poussières dans le conduit et son passage par ce conduit, et l'eau destinée au traitement de l'air chargé de poussières peut être pulvérisée par (ou atomisée avec) l'air sous pression introduit pour produire la buée.
Un appareil permettant de réaliser le procédé suivant l'invention comprend un conduit et des moyens pour provoquer un appel de l'air chargé de poussières dans ce conduit et pour introduire de l'eau à un état de très fine subdivision dans le courant dair, dans une zone du conduit où celui-ci, possède une partie resserrée à travers laquelle l'air chargé de poussières se meut à une vitesse élevée, de sorte que l'humidité entre en contact intime avec les poussières, le conduit allant en s'élargis- sant en aval de ladite partie pour assurer le dépôt des poussières mouillées le long du conduit.
Pour faire fonctionner 1'appareil, il suffira dans de nombreux cas d'installer dans le conduit un dispositif producteur de buée à commande par l'air qui se comporte à la façon d'un injecteur pour aspirer l'air chargé de poussières, ce qui évite la présence de pièces mobiles mécaniques quelconques dans ou autour de l'appareil. Si nécessaire, on peut augmenter l'effet dtaspi- ration à l'aide d'un ventilateur et, dans les endroits ou l'on ne disposerait pas dtair comprimé et où. il ne
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serait pas possible d'en produire, un ventilateur ou dispositif analogue serait à prévoir.
Pour seconder le mouillage et favoriser le dépôt des poussières mouillées, on peut prévoir dans la partie divergente du conduit ou en aval de cette partie des moyens pour diriger des jets d'air sous pression radialement par rapport à l'axe du courant, de façon qu'ils pénètrent dans l'air passant dans le conduit ou qu'ils soient projetés sur lui, ces jets étant dirigés radialement soit vers l'intérieur, à partir de points situés près de la paroi du conduit, soit vers l'extérieur, à partir de 1' axe du courant ou de points voisins de cet axe, et étant habituellement dirigés obliquement vers l'avant, bien qu' ils puissent être disposés perpendiculairement ou même légèrement obliquement vers l'arrière.
On décrira maintenant l'invention en se référant au dessin annexé sur lequel:
Les fig. l, 2 et 3 sont respectivement une vue de côté, une vue en plan avec coupe horizontale partielle et une coupe transversale d'un appareil à traiter l'air établi suivant l'invention.
Les fig, 4 et 5 sont respectivement une vue de côté et une vue en bout montrant l'installation d'un appar'eil de ce genre à un endroit ou une courroie transporteuse distribue du charbon dans des wagonnets dans une houillère.
La fig. 6 est une coupe axiale d'un dispositif producteur de buée.
L'appareil à traiter l'air des fig. 1, 2 et 3 comprend un conduit de section transversale circulaire composé de trois parties, savoir d'une chambre d'aspiration A, d'une partie rétrécie ou col B vers lequel converge la chambre d'aspiration A et, en aval du col, d'une
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chambre de détente ou d'expansion C qui diverge à partir du col B; un dispositif producteur de buée D, placé à 1' intérieur de la chambre dtaspiration A; un dispositif annulaire d'alimentation d'air E, placé dans la: chambre d' expansion C et une.boite à robinets F placée à l'extérieur de la chambre d'aspiration A.
Le dispositif producteur de buée D comprend une tuyère d'échappement 2, un tuyau d'admission d'air 3 et un tuyau d'admission d'eau 4, ces deux tuyaux partant de la boîte à robinets F. La tuyère 2 est située suivant l'axe de l'appareil et dirigée vers l'intérieur du col B.
La botte à robinets F est munie de raccords 5 et 6 pour l'amenée d'air comprimé et d'eau, respectivement, d' un robinet 7 servant à régler la.quantité d'air passant par le tuyau 3 à la tuyère, d'un robinet 8 servant à régler la, quantité d'eau pénétrant dans la botte F et d' un robinet 9 servant à régler la quantité d'air fournie au dispositif annulaire d'alimentation d'air E par un tuyau 10.
Le dispositif annulaire E comporte une série de buses 12 disposées de façon à diriger l'air obliquement vers l'axe du dispositif, l'axe des buses 12 constituant un cane .
On se référera maintenant aux figures 4 et 5.
H désigne une voie de mine et K une courroie transporteuse régnant le long de la.. voie et déchargeant la matière dans des wagonnets placés en Il. Pour installer l'appareil d'épuration d'air représenté sur les fig. 1, 2 et 3, on monte une hotte N au-dessus du wagonnet M sur l'ossature du transporteur, de telle manière qu'on, puisse, en faisant rouler les wagonnets, engager les wagonnets vides audessous de la hotte et retirer les wagonnets pleins du dessous de la hotte.
L'appareil de traitement, de l'air,
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dont les dimensions sont approximativement de 1m80 de longueur par 0m6 de diamètre au maximum, est monté au-dessus et d'un côté du transporteur comme indiqué sur la fig. 5, la hotte N faisant saillie latéralement pour être reliée à l'extrémité d'aspiration de l'appareil.
On dispose l'appareil avec son axe légèrement incliné vers le bas à partir de l'extrémité d'aspiration et relie un prolongement tubulaire P à l'extrémité de la chambre d'expansion C de l'appareil, l'extrémité extérieure du prolongement P allant en se recourbant vers l'intérieur et vers le transporteur K (voir fig. 5). De chaque côté du transporteur K se trouve un tamis R, en toile d'aérage ou autre matière convenable, qui s'élève jusqu'au toit de la galerie de la voie H, ou presque, le prolongement P pénétrant à travers un de ces tamis R, A l'extrémité extérieure des tamis R se trouve un volet 13 en toile d'aérage ou autre matière pendant! librement jusqu'à la courroie transporteuse.
En vue du fonctionnement, un tuyau d'alimentation d'air comprimé 14 est assujetti au raccord 5 de la boite à robinets F, et un tuyau d'alimentation d'eau 15 est assujetti au raccord 6, l'extrémité inférieure du tuyau 15 plongeant dans un bac à eau 16, qui peut être monté sur roues. Lorsque les robinets à air 7 et 9 sont ouverts et qu'on ouvre le robinet à eau 8, l'eau est puisée dans le bac 16 et projetée par la. tuyère 3 sous forme d'une buée, en raison de sa pulvérisation par l'air, l'air et l'eau qui s'échappent de la tuyère 2 exerçant une action d'injecteur pour aspirer de l'air chargé de poussières dans la hotte N et entraîner cet air à l'intérieur du conduit.
La forme du conduit a pour effet qu'une vitesse élevée est communiquée au courant d'air dans la partie convergente et le col dudit conduit et que les
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poussières que contient l'air sont mouillées efficacement dans l'espace resserré du conduit. Au-delà du col B, les jets d'air projetés vers l'intérieur par le dispositif annulaire E dérangent la continuation du mouvement de 1' air arrivant dudit, col en occasionnant une turbulence énergique et, dans le passage de l'air à travers la chambre d'expansion C et le prolongement P, les poussières mouillées se déposent dans ces organes, l'air pratiquement exempt de poussières étant déchargé entre les tamis R et passant à l'atmosphère.
On peut régler 1& quantité d'eau fournie à l'aide du robinet 8. Dans certains cas, on pourra fournir une quantité d'eau suffisante pour obliger les poussières mouillées déposées à dégoutter de l'extrémité d' échappement du conduit et à tomber sur la courroie transporteuse, mais, dans d'autres cas où la fourniture d'une aussi grande quantité d'eau n'est pas possible ou n'est pas désirable$ les poussières mouillées se déposent simplement et il suffit de les enlever en nettoyant le conduit, pax exemple à chaque changement d'équipe.
Si l'on ne dispose pas déjà d'une source d'air comprimé pour actionner l'appareil à traiter l'air, on peut prévoir un compresseur, qui.peut être actionné par un moteur individuel ou recevoir 'sa. commande du transporteuro A titre d'alternative, au lieu d'utiliser de l'air sous pression, on peut utiliser d'autres agents gazeux susceptibles de pouvoir être déchargés dans l'atmosphère sans rendre celle-ci toxique ,et d'être engendrés commodément ou emmagasinés sous un faible volume, par exemple à l'état liquide ou solide ou sous forme de gaz sous pression. Un exemple de gaz qui peut ainsi être emmagasiné à l'état solide est l'anhydride carbonique.
Lorsqu'il est dit que le traitement est un traitement de mouillage, il est bien entendu qu'on peut, au
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lieu d'eau) utiliser de l'eau traitée par des produits chimiques, des liquides autres que l'eau ou, dans certains cas, de la vapeur d'eau.
Au lieu ou en plus de l'introduction d'air dirigé latéralement. on peut prévoir dans le conduit des ailettes, palettes ou éléments analogues - fixes ou mobiles - pour provoquer la turbulence ou un mouvement tour- billonnant de l'air passant dans ce conduit ; modifier la forme du conduit de façon à provoquer un changement de direction plus ou moins brusque ; ou bien encore avoir recours à un séparateur du type centrifuge ou à une combinaison de ces divers moyens.
La fig. 6 montre une tuyère productrice de buée 2 du type tubulaire disposée suivant l'axe du conduit, la partie arrière 17 de cette tuyère étant évasée pour l'entrée de l'air chargé de poussières, alors que sa partie avant est entourée d'une chambre annulaire circonférentielle 18 qui est alimentée d'air sous pression par un raccord 19. L'extrémité avant du dispositif présente un orifice d'échappement d'air annulaire de faible section 20, ou un groupe annulaire de petits orifices d' échappement d'air, dont le rôle est de projeter vers 1' avant autour de l'axe un cône annulaire d'air divergent.
On introduit de l'eau dans la chambre 18 par un raccord 21 en vue de sa pulvérisation, cette eau étant fournie sous une pression suffisante pour surmonter la pression de l'air dans la chambre 18. L'eau est entraînée par le ou les orifices 20 par le ou lesjets d'air. Un mouvement tourbillonnant peut être communiqué à l'air età l'eau déchargés.