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" Perfectionnements aux appareils pour sécher des atmos- phères gazeuses destinées au traitement thermique de mé- taux et pour régénérer l'agent, de séchage ".
La présente invention concerne des appareils pour sécher des atmosphères gazeuses destinées au traitement thermique de métaux et pour régénérer l'agent de séchage, appareils du genre comprenant plusieurs sécheurs remplis d'un agent absorbant l'eau pour enlever l'eau des gaz qui doivent constituer l'atmosphère à employer et sont produits par combustion d'un combustible liquide ou gazeux, avant que ces gaz soient envoyés à l'endroit de consommation.
Pendant l'absorption d'eau des gaz de combustion, l'agent de dessiccation perd graduellement son pouvoir absorbant et doit alors être régénéré, ce qu'on réalise en faisant passer un gaz chaud comparativement sec, par exemple de l'air chauffé, à travers le sécheur. Après la régénération, l'agent de dessiccation doit habituellement être refroidi et dans ce but on peut envoyer de l'air de refroidissement à
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travers le sécheur. En vue d'obvier à l'envoi de gaz de combustion contaminé par de l'air au four dans lequel le métal est traité, ce qui aurait un effet nuisible, une phase de purge est prévue en pareils cas entre la régénéra!; ion ou le refroidissement et la dessiccation .
Pour faire en sorte que l'installation débite uns atmosphère continue, il faut plusieurs sécheurs dont chacun est alternativement dans la phase de dessiccation, la phase de régénération et, si on le désire, la phase de refroidissement et la phase de purge.
Un but de la présente invention est de rendre le pas- sage d'une phase à la suivante indépendant de toute opération manuelle.
Suivant la présente invention,des moyens actionnés automatiquement sont prévus en vue d'effectuer les changements dans les connexions entre les compartiments contenant l'agent de dessiccation et les autres parties de l'installation, en vue d'établir les différentes connexions dans la succession correcte et aux moments voulus sans qu'un prépo- sé soit requis pour effectuer le changement des différentes connexions par une opération manuelle .
Dans les dessins annexés :
La fig. 1 est une coupe verticale d'un appareil suivant l'invention, faite par la ligne 1-1 de la fig. 2.
La fig. 2 est une coupe horizontale faite par la ligne II-II de la fig. 1.
La fige 3 est une vue en perspective de l'appareil.
La fige 4 est un schéma d'une autre disposition réalisant l'invention.
Dans la forme de réalisation de l'invention représentée aux fige 1, 2 et 3, l'agent de dessiccation est placé dans un organe rotatif 1 en forme de tambour qui est divisé en un certain nombre de compartiments 2, 2a, 2b, etc. , par des cloisons radiales 3, 3a, 3b, etc.. Ces compartiments, fermés
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sur les côtés par les cloisons radiales 3, 3a, 3b, etc., et la paroi périphérique du tambour 1, sont ouverts aux extrémités opposées dans les faces du tambour situés. à angle droit par rapport à l'axe de rotation du tambour. Le tambour 1 est enfermé dans un logement 4 dont la paroi périphérique entoure la paroi périphérique du tambour avec un léger jeu.
Les parois d'extrémité 5 et 6 du logement 4 situées à angle droit par rapport à l'axe de rotation du tambour sont pourvues d'un certain nombre d'ouvertures 7, 8, 9,10, 7a, 8a, 9a et 10au servant d'orifices d'entrée et de sortie pour l'air et les gaz qui sont destinés à être envoyés à travers la masse de l'agent de dessiccation. A l'intérieur des parois d'extrémités 5 et 6 du logement 4, les différentes ouvertures 7, 8, 9, 10, 7a, 8a, 9a et 10a communiquent avec des cavités 11, lla, 12, 12a, 13, 13a, 14 et 14a des parois d'extrémité 5 et 6, correspondant chacune sensiblement à un ou plusieurs des compartiments du tambour. Entre les cavités des parois d'extrémité 5 et 6 du logement 4, les faces internes de ces parois d'extrémité sont en contact avec les faces d'extrémité du tambour en 15a, 16a, 17a et 18a .
La distance entre deux pavités adjacentes est telle qu'un compartiment ne forme jamais une dérivation entre des cavités adjacentes de la même paroi d'extrémité.
Les différents compartiments constituent des communications entre des paires de cavités dans des parois d'extrémité opposées du logement. Parmi ces cavités, une paire est reliée à des conduits pour amener le gaz à sécher et évacuer le gaz après dessiccation; une autre paire est reliée à des conduits pour le gaz ou l'air de régénération, une troisième paire est reliée à des conduits pour l'air de refroidissement et enfin une paire est reliée à des conduits pour le gaz de purge, les cavités étant disposées dans le sens de la rotation dans l'ordre mentionné.
Le tambour est mis en
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rotation par intermittences ou de façon continue de façon à amener chaque compartiment successivement en communica- tion avec chaque paire de cavités, de sorte que l'agent de dessiccation contenu dans ce compartiment remplit sa fonction de dessiccation des gaz, est ensuite régénéré, refroidi et débarrassé d'air de façon à être prêt pour sécher 3 nouveau les gaz.
Le temps nécessaire pour chaque opération peut être choisi par le fait que les cavités de la paroi d'extrémité s'étendent sur une partie plus ou moins grande de l'angle total de rotation de dans lequel ces opérations doivent se produire. Par exemple pour un tambour ayant 12 compartiments, les cavités pour la dessiccation peuvent occuper 90 , celles pour la régénération 50 , celles pour le refroidissement 60 , et celles pour la purge 30 , un espace de 30 étant laissé pour l'étanchéité chaque fois entre deux cavités adjacentes. A l'aide de quatre tambours de ce genre, soit sur le même arbre, soit sur des 'arbres individuels et actionnés en synchronisme les uns avec les autres, un courant continu de gaz séchés peut être obtenu.
Dans l'appareil décrit ci-dessus, les gaz s'écoulent à travers le tambour dans la direction axiale; il est toutefois possible également de concevoir un appareil dans lequel l'écoulement a une direction radiale ou une direction combinée radiale et axiale.
Dans une autre forme de réalisat'ion de l'invention , l'agent de dessiccation est lo@é dans des récipients fixes auxquels sont reliées différentes conduites pour amener et évacuer les gaz constituant l'atmosphère désirée, le gaz de régénération et, si on le désire, l'air de refroidissement et le gaz de purge. Des soupapes sont insérées dans les différentes conduites et toutes ces soupapes sont actionnées automatiquement de façon. qu'on obtienne un fonctionnement automatique de l'installation.
Les soupapes peuvent être
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actionnées électriquement par des solénoïdes auxquels le courant est amené dans l'ordre de succession convenable, par exemple sous la commande d'un commutateur à temps qui, mis en rotation de façon continue, ferme et interrompt le contact aux moments voulus.
Une semblable disposition est représentée schématiquement à la fig. 4, dans laquelle une chambre de combustion 14 est alimentée en 15 au moyen d'un mélange d'air et de combustible, par exemple du butane ou du propane . On emploie un réfrigérant 16 de préférence divisé en deux sections 16a et 16b, de l'air étant fourni comme fluide de refroidissement à 16a et de l'eau à 16b. Le refroidissement des gaz de combustion chauds est ainsi effectué en deux phases ; dans la première phase, le refroidissement est réalisé au moyen d'air qui, lorsqu'il a absorbé de la chaleur, est employé pour la régénération de l'agent de dessiccation, et dans la seconde phase par un agent de refroidissement liquide qui, comme on le sait, refroidit plus efficacement pour une surface donnée de transmission de chaleur.
De plus, le refroidissement en phases de cette manière permet de détourner l'arrivée d'air vers la première phase de refroidissement lorsqu'on désire employer de l'air pour refroidir l'agent de dessiccation après qu'il a été régénéré.
Une conduite 34 va de la chambre de combustion 14 à l'écoulement du condensat en 18 et une conduite 20, renfermant une soupape 5, aboutit à une chambre de dessiccation 35. Une conduite 21, renfermant une soupape 9, va de là vers une conduite 22 d'où elle se' rend à l'utilisation.Une pièce en T dans une conduite 19 aboutit à une conduite 23 renfermant une soupape 6 et de là à une chambre de. dessicaation 36. Une conduite 24, renfermant une soupape 10, aboutit également à la conduite 22 et à l'utilisation.
Une conduite 31 mène de la conduite 22 par une soupape 11 à la chambre de dessiccation 35. Une conduite 32 renfer-
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mant une soupape 12 va de la conduite 31 à la chambre de dessiccation 36.
Une conduite 17 va d'une source d'introducticn. par une soupape 1 vers la section supérieure 16a du réfrigérant 16 d'où des conduites 25 et 29 aboutissent par une soupape 3 à la chambre de dessiccation 35. Des conduites 30 et 28 aboutissent , par une soupape 7, à l'atmosphère.
Une conduite 26 va d'une pièce en T dans la conduite 25, par une soupape 4, à la chambre de dessiccation 36. Une conduite 27 aboutit de là par une soupape 8 à la conduite 28 et à l'atmosphère.
Une conduite 37 partant d'une pièce en T dans la con- duite 25 aboutit par une soupape 13 dans l'atmosphère. Une conduite 38 part d'une pièce en T dans la conduite 17 par la soupape 2 et aboutit à la conduite 37.
Toutes les soupapes ou vannes mentionnées ci-dessus sont actionnées par des solénoîdes et sont commandées par un commutateur 33 à temps .
Le cycle de fonctionnement est divisé en six périodes.
Pendant la première période ou période de régénérât ion,le commutateur à temps 33 met les soupapes en position comme suit : 1, ouverte ; 2, fermée; 3, fermée; 4, ouverte; 5,ou- verte ; 6, fermée; 7,fermée; 8, ouverte; 9,ouverte; 10,fer- mée; 11,fermée, 12, fermée;
15,fermée . Avec les soupapes dans cette position, des gaz de combustion chauds passent de la chambre de combustion 14 par le réfruigésant 16 dans la chambre de dessiccation 35 et de là vers le point d'uti- lisation . En même temps de l'air qui a été chauffé par échange de chaleur avec les Gaz de combustion chauds passe par la chambre de dessiccation 36, ce qui régénère l'agent de dessiccation qui y est contenu, et passe de là par la conduite 27 dans l'atmosphère.
Pendant la seconde période, ou période de refroidisse- ment, le commutateur à temps 33 agit pour mettre les diffé- @ , ouverte rentes @ en position comme suit : 1,fermée; 2, e-;
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3,fermée;4,ouverte; 5,ouverte; 6,fermée; 7,fermée; 8,ouverte; 9,ouverte; 10, 11, 12 et 13, f ermées. De cette manière,des gaz de combustion chauds continuent à passer de la chambre de combustion 14 par le réfrigérant 16 et la chambre de dessiccation 35 vers l'utilisation . Entretemps l'admission d'air par la conduite 17 est détournée autour du réfrigérant 16 et envoyée directement dans la chambre de dessiccation 36, en agissant pour y refroidir l'agent de dessiccation régénéré avant de passer dans l'atmosphère par la conduite 27.
Pendant la troisième période au période de purge, le commutateur à temps 33 dispose les soupapes comme suit : l,ouverte; 3,fermée; 3,fermée; 4,fermée; 5,ouverte ; 6, fermée; 7,fermée; 8,ouverte; 9,ouverte; 10,fermée; 11,fermée; 12,ouverte; 13, ouverte. Ainsi, les gaz de combustion sont refroidis et séchés cormie dans les deux périodes précé- dente5, tandis que l'air entrant passe du réfrigérant directement dans l'atmosphère par la conduite 37.
En même temps, une partie des gaz de combustion refrçidis et séchés se rendant à l'utilisation par la conduite. 22 est détournée par les conduites 31 et 32 vers la chambre de dessiccation 36 pour éliminer l'oxygène entraîné de l'agent de dessiccation, et passe de là dans l'atmosphère par les conduites 27 et 28.
Le réglage des soupapes pendant la quatrième période est la suivante : l,ouverte; 2,fermée; 3,ouverte; 4,fermée; 5,fermée; 6,ouverte; 7,ouverte; 8,fermée; 9,fermée; 10, ouverte ; 11,fermée; 12,fermée; 13,fermée . Pendant cette période, la régénération de la chambre de dessiccation 35 commence, la chambre de dessiccation 36 étant employée comme déshydrateur. Des gaz de combustion refroidis passent du réfrigérant 16 à la chambre de dessiccation 36 et de là à l'utilisation par la.conduite.22.
Le réglage des soupapes dans la cinquième période est le suivant: 1, fermée; 2,ouverte; 3,ouverte;, 4,fermée ; 5, fermée; 6, ouverte; 7,ouverte; 8,fermée; '9,fermée; 10,ouver-
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te ; 11,fermée; 12, fermée;13, fermée, produit le passage d'air froid vers la chambre de séchage 35, tandisque l'écoulement de gaz de combustion humides continue vers la chamore de dessiccation 36.
Pendant la sixième période le réglage des soupapes : l,ouverte; 2, fermée; 2, fermée; 4, fermée; 5, fermée; G,ouver- te; 7,ouverte; 8,fermée; 9,fermée; 10,ouverte; 11,ouverte; 12,fermée; 13, ouverte, détourne 1!air entrant de nouveau vers l'atmosphère par la conduite 37 et fait passer du gaz de purge vers la chambre de dessiccation 35 par la conduite 31.
Lors du changement suivant, le co mutateur à temps 33 ramène les soupapes dans leur position initiale de la première période et le cycle de fonctionnement se répète.
Dans les conditions moyennes de fonctionnement,chacune des périodes de purge occupe approximativement 10% du cycle de fonctionnement complet, les périodes de régénération et de refroidissement approximativement 20% chacune.
Chaque chambre estdans ce cas employée pour la dessiccation pendant une moitié d'un cycle de fonctionnement complet.
Si on le désire ou si c'est nécessaire, on peut employer trois,quatre chambres de dessiccation ou davantage, au lieu de deux comme on l'a représenté et décrit, les chambres ajoutées étant disposées en série ou en parallèle et les différentes périodes de fonctionnement étant proportionnées en conséquence.
Le réfrigérant 16 est du type indirect, des passages séparés étant prévus pour les gaz de combustion et pour l'air ou le liquide de refroidissement. Les sécheurs 35 et 36 peuvent consister en une simple chembre remplie d'un agent de dessiccation tel que du gel de silice. Le commutateur à temps 33 est de préférence du type rotatif.
Il va de soi qu'au lieu d'air,d'autres gaz, par exem-
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ple des gaz chauds et secs ayant la même composition que ceux qui constituent l'atmosphère gazeuse, peuvent être employés pour la régénération.. Dans ce cas et lorsque la phase de refroidissement est supprimée, la phase de purge peut également être supprimée. En pareil cas le commutateur commandant les différentes soupapes peut lui-même être commandé par des thermostats disposés dans les chambres de dessiccation de telle manière que lorsque,vers la fin d'une période de régénération, l'agent de dessiccation dans une chambre atteint une température déterminée, le commutateur est actionné par le thermostat de cette chambre.
L'air ou le gaz de régénération ne doit pas nécessairement accomplir à la fois la fonction de chauffer l'agent de dessiccation et celle d'évacuer les vapeurs d'eau ; lafonction mentionnée en premier lieu pourrait être remplie par des éléments de chauffage, par exemple des éléments de chauffage électriques à immersion, disposés dans les chambres de dessiccation.
Ainsi que cela ressort clairement de ce qui précède, la présente invention fournit un système complètement automatique pour enlever l'eau des atmosphères de fours.
REVENDICATIONS.
1. Appareil pour sécher des atmosphères gazeuses utilisées dans le traitement thermique de métaux,obtenues par la combustion d'un combustible gazeux ou liquide,et pour régénérer l'agent de dessiccation,comprenant plusieurs compar- timents séparés remplis de l'agent de dessiccation,et des moyens actionnés automatiquement pour relier alternativement ces compartiments aux conduites pour les gaz à employer comme atmosphères et aux conduites pour un gaz de régénération.