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PROCEDE ET APPAREIL POUR LE TRAITEMENT DES MATIERES, QUI EPOUSENT LA
FORME DE LEUR CONTENANT.
La présente invention concerne un procédé de traitement des ma- tières qui épousent la forme de leur contenant, spécialement des matières granuleuses et pulvérulentes, susceptibles d'être versées, comme le cimenta la chaux hydratée, la farine de froment, etc...
Les matières en question, granuleuses ou pulvérulentes, occupent un grand volume lorsqu'on les verse dans des récipients, tonneaux ou sacs., parce qu'elles ont été fortement pénétrées par de lair lors de leur trans- porta et ceci répond souvent à une intention bien arrêtée en vue de leur conférer une meilleure aptitude à couler.
Cet air quelles renferment ne s'échappe que lentement de la matière considérée qui9au versementsaccuse en conséquence une faible den- sitéo
L'inconvénient de cette matière trop volumineuse apparaît en particulier lors du remplissage de sacs à clapet qui n'ont qu'un petit ori- fice de remplissage par lequel la matière doit être introduite à l'intérieur du sac.
Comme l'opération de remplissage ne dure que quelques secondes, Pair ne peut pas s9échapper du sac en même tempso
On sait que l'on peut accélérer Il'échappement de 1-'air, en sou- mettant à un mouvement les récipients servant à recueillir la matièreo Par exemple, s'il s'agit de tonneaux, on peut soumettre ceux-ci à un mouvement vertical alternatif, les faire trépider ou encore les frapper de petits coups répétés. Dans le cas de sacs, on pourra faire osciller ceux-ci.
Dans un procéder on élève le tonneau de 100 mm environ et on le laisse tomber ensuiteo Cependant,cette action ne peut se renouveler que lentement., de sorte que le remplissage comportant des secousses successives dure plu- sieurs minutes. Un autre procédé consiste à réaliser de courtes trépida-
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tions répétées à haute fréquence;, grâce auxquelles la matière se trouve bien condensée au fond et le long des parois du tonneau, tandis que le reste du contenu n'en est pas influencé et nage. Ce procédé est donc anti- économique, lui aussio Avec des machines de remplissage pour sacs munis d'un clapet;, machines qui remplissent 2000 sacs, soit 100 tonnes à l'heure, ces procédés de battage des sacs;, de balancement, de trépidation.\! etc... ont peu de succès.
Selon la présente invention, la matière susceptible d'être ver- sée qu'il s'agit de traiter est répartie en masses partielles qui sont con- densées par vibrations mécaniques et de nouveau réunies après condensation.
Dans le cas de machines à remplir les sacs à clapet, la matière coulante est, selon la présente invention, condensée dans une zone de traitement pré- cédent le dispositif de remplissage., avant que l'on remplisse les récipients.
Cette zone de traitement, dans laquelle a lieu la condensation, a une hauteur et une forme appropriées à la nature particulière de la matière et se compose d'une enveloppe parcourue par des tubes ronds ou polygonaux ou par des canaux en nid d'abeilles cette enveloppe est animée, de l'exté- rieur, de trépidations mécaniques d'un indice de fréquence élevé, par exem- ple au moyen de dispositifs à électro-aimant, à déséquilibrage ou autres dis- positifs analogues. La matière traversant l'enveloppe est répartie en petits courants aussi nombreux que possible qui sont mis en vibrations jusqu'en leur centre par les nombreuses parois de l'enveloppeo Les particules de la matière se rassemblent étroitement de ce fait, et rejettent les particules d'air se trouvant entre elles.
La matière trop volumineuse à verser pénètre dans le dispositif d'admission situé à la partie supérieure de l'enveloppe animée de trépida- tionso Cette matière abandonne ainsi l'air qu'elle contient, perd donc no- tablement de son volume et présente, à la sortie de l'enveloppe, une densi- té plus élevée au versement Le courant de matière qui sort de la caisse de condensation est alors saisi par un dispositif centrifuge et pressé dans le sac vidéo La vitesse de rotation de ce dispositif est adaptée au volume mo- difié. Pour obtenir à cette fin le nombre de tours le plus favorable du dis- positif centrifuge, on adapte au moteur ou à l'arbre de remplissage une pou- lie de commande réglable à courroie trapézoïdale.
11 ne sera pas toujours possible, compte tenu de la nature du procédé de conditionnement-et de pesée, de condenser les matières à loger a- vant leur arrivée dans le récipient définitif, en particulier s'il s'agit d'un tonneauo
La présente invention a également pour objet un procédé grâce auquel la matière à loger peut être condensée même dans des récipients qui, par leur forme et par leur grandeur, ainsi qu'en raison du mode de remplis- sage adoptée ne permettent pas de condenser la matière dans une zone de traitement précédant le dispositif de remplissageUne autre caractéristi- que de la présente invention consiste ainsi en ce que le dispositif à se- cousses est introduit dans le récipient et que la matière à loger est con- densée sur place,
dans le récipient lui-même Pour une matière coulante, le dispositif est alors retiré simultanément du récipient au fur et à mesure qu'elle coule, de sorte qu'une fois qu'il est mis fin aux secousses, le récipient est rempli de haut en bas de matière condenséeo
La condensation de matières granuleuses et pulvérulentes est encore très avantageusement utilisée, selon le procédé qui fait l'objet de la présente invention;
, dans d'autres opérations dans lequelles les procé- dés jusqu'ici appliqués n'ont donné qu'un faible rendement, comme par exem- ple dans le réchauffage ou le refroidissement de matières granuleuses ou pulvérulentes
Si l'on refroidit par exemple du ciment qui vient de sortir du broyeur et dont la température est de 100 C selon le procédé de refroi- dissement habituel,en faisant passer le ciment en une épaisseur de 10 mm sur des plaques de tôle,
l'efficacité du refroidissement est extrêmement
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faible car chacune des particules de ciment est entouré d'une couche d'air fortement isolante agissant comme isolateur et empêchant que l'action exercée par la tôle refroidie pénètre jusqu'à la surface de la matière à refroidir ou jusqu'à l'intérieur de chaque graine
Oron a fait cette étonnante observation que., du fait de l'é- limination de la couche d'air isolante existant entre les différents pe- tits grains, et du fait de la condensation de la masse que s'accomplit en conséquence, il se produit un vif échange de température avec l'extérieur,
de sorte qu'en cas d'écoulement de la chaleur il intervient un refroidisse- ment rapide et en cas d'apport de chaleur un réchauffement rapide de toute la masse condenséeo Une autre caractéristique de l'invention consiste ainsi en ce que la matière susceptible d'être versée, répartie en masses partiel- les, est soumise à un traitement thermique pendant ou après sa condensation.,
On utilise de préférence des surfaces conductrices de la chaleur sur lesquelles la matière est amenée aux fins de réchauffage ou de refroi- dissement et que l'on fait trépider au moyen de dispositifs à secousses,
en vue d'éliminer l'air qui se trouve entre les différentes particules de matière et de' condenser celle-cio C'est alors le côté de la surface tourné vers la matière qu'il convient de préférence de réchauffer ou de refroidir de façon convenable, en vue de modifier la température de ladite matière.
Pour arriver à une modification rapide de la température, la matière est répartie en plusieurs courants particuliers, aussi petits que possible., et peut être soumise naturellement à une condensation préliminaire avant d'ê- tre introduite dans les chambres de traitement proprement dites., dans les- quelles l'échange de chaleur est entamé et effectué par des moyens exté- rieurs présentant une différence de température élevéeo
Diverses formes d'exécution de dispositifs pour la mise en oeu- vre des procédés selon la présente invention seront maintenant décrites, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement une machine à remplir les sacs à clapet et comportant une chambre de condensation préliminaire; la figure 2 est une vue de dessus de la chambre de condensation préliminaires la figure 3 représente schématiquement le dispositif de conden- sation selon l'invention, dans son application, à titre d'exemple à la condensation du contenu d'un tonneau; les figures 4, 5 et 6 sont des coupes transversales du disposi- tif de condensation montrant le cloisonnage placé dans le tuyau de remplis- sage; la figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif pour modifier la température de matières susceptibles d'être versées, avec application de la condensation selon la présente invention;
La figure 8 est une vue de dessus du dispositif représenté à la figure 70
La matière s'écoule d'un, réservoir d'approvisionnement 1 (figure 1) de la machine à remplir les sacs à clapet. Sur son itinéraire vers une turbine de remplissage 2, elle doit passer par une chambre de condensa- tion préliminaire 3.
La chambre de condensation préliminaire se compose de nombreuses cellules (figure 2) à section rectangulaire, circulaire ou répondant d'une façon quelconque au but poursuivio Elle est disposée dans la partie de la machine destinée à l'admission de telle sorte que les parois extérieures de la machine lui servent de supports qui n'ont pas à trépider avec elleo Les boulons de la chambre de condensation préliminaire 4 à 43 sont ajustés é- lastiquement dans les parois latérales au moyen des bagues de caoutchouc 5 à 53 ou dispositif analogueo
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Un vibrateur électrique,
mécanique ou pneumatique 6 agite la chambre de condensation préliminaire Grâce à la répartition de la matiè- re à loger en nombreux courants particuliers, une brêve trépidation de celle-ci suffit à la condenser jusqu'en son centrée
La matière à loger, pressée hors d'un tambour de remplissage 2 coule dans un sac à clapet 7, suspendu à un tuyau de remplissage 8 et reposant sur une chaise 9. Le tout est relié à une bascule 10.
Ce dispositif peut être opportunément utilisé aussi en de nom- breux autres cas, par exemple pour remplir des tonneaux pour des embal- lages assez petits, pour faire des tablettes, des briquettes, etc...
On peut arriver à tout degré désiré de condensation par régla- ge de la vitesse d'écoulement de la matière à loger, de la longueur de l'enveloppe trépidante., de la surface des parois intermédiaires en nid d'abeille et de la fréquence des vibrations du cloisinnage de condensa- tion.
Le degré de condensation est au minimum de 5%, mais peut être poussé facilement à un pourcentage beaucoup plus élevée Avec la condensa;- tion minimum de 5%, c'est-à-dire en réduisant la hauteur d'un sac de 100 cm à 95 cm, on réalise déjà une grande épargne sur les frais engagés, ce qui est intéressant au point de vue économique.
Ainsi qu'il ressort de la figure 3, selon un autre exemple de réalisation de la présente invention, le récipient à remplir 11, un tonneau par exemple, est placé sur une table 12 pourvue le cas échéant d'un dispositif à secousses, au-dessous du tuyau de descente du disposi- tif de remplissage. A l'extrémité inférieure du tuyau de descente est attaché un tube télescopique 14, mobile dans le sens vertical et conte- nant un dispositif de condensation 15; relui-ci se compose d'un cloison- nage en nid d'abeilles 19, dont les figures 4, 5 et 6 représentent quel- ques formes de réalisationo Le dispositif de condensation 15 et le coffre 19 sont reliés par tige 16 à un dispositif à secousses 17 qui produit le mouvement de trépidation.
Le tube télescopique 14 se trouve d'abord au- dessus du tonneau et peut être abaissé presque jusqu'au fond de celui-ci.
Dans le remplissage, la matière, déjà pesée à l'avance s'écou- le par le tuyau 13 dans le tonneau 12 et s'élève jusqu'en 18 environ-, - son volume correspond en effet au double de la capacité du tonneau. Alors, les dispositifs à secousses entrent en action. Le tonneau lui-même est secoué par la table 12, le contenu du tonneau par les dispositif 14. Tout le contenu du tonneau est mis en trépidation par le cloisonnage en nid d'abeilles 19, de sorte que la matière qui se trouve à l'intérieur des tonneaux est condensée en quelques secondes, et ceci par échappement de l'air placé entre les particules.
Le tube télescopique 14 avec le cloi- sonnage 19 est alors tiré lentement vers le haut le long de la tige 16, tandis que la surface supérieure du ciment 18 s'abaisse, les mouvements et l'espace de temps dans lequel ils ont lieu étant réglés l'un par rap- port à l'autre de façon que le tube :télescopique avec le dispositif de con- densation composé du cloisonnage quitte le tonneau lorsque la surface libre de la matière à loger se trouve à l'intérieur du tonneau. Tout le réci- pient, le tonneau dans le présent cas, est de cette manière, rempli de bas en haut avec la matière condensée.
Au lieu de tonneaux, on peut également remplir et tasser dans des sacs ouverts et des grands récipients d'une capacité de plusieurs ton- nes, toutes les matières susceptibles de se tasser par secousses pouvant être traitées de cette façon.
Le dispositif représenté aux figures 7 et 8 convient spéciale- ment au réchauffage et au refroidissement d'une matière susceptible d'être versée, au moyen de la condensation de cette matière, selon la présente in- vention.
A travers un récipient fermé 22 avec des fonds 23 et 231 passent
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les tubes 21, 2119212, etc... par lesquels peut être amenée pour les traverser la matière à traiter.L'agent de refroidissement pénètre en 24 dans le récipient 22 et s'échappe en 241, après avoir balayé tout le dispo- sitif tubulaire, en passant autour de celui-ci. Le rebord élargi 20 du fond
23 repose sur des ressorts 26, 261, 262, 263 qui s'appuient sur un bâti de support 27, 2719 272, 2730 Des dispositifs producteurs de trépidations 25 et 251 font trépider le récipient clos 22 et condensent ainsi la matière qui coule par les tubeso Ces trépidations favorisent en outre le passage de la matière condensée à travers les tubes.
L'air qui entoure les différentes particules et qui agit comme couche isolante est éliminé par frottement, de sorte qu'il se produit, avec une extrême rapidité, un échange calorifique entre les différentes particu- les, par suite de l'entrée en contact de ces particuleso La chaleur est ain- si évacuée avec la même rapidité le long des surfaces enveloppantes, con- ductrices de la chaleurL'échange calorifique est encore favorisé par la répartition de toute la masse en divers courants partiels.
Le refroidisse- ment de la matière s'effectue donc dans le temps le plus bref. On peut dé- terminer la durée d'écoulement compte tenu de la matière à refroidiro Cet- te durée est réglée d'après la température initiale et le refroidissement que l'on désire, l'intensité et la fréquence des trépidations ainsi que la longueur de l'ensemble refroidisseur constituant en outre des facteurs es- sentiels.
Les tubes 21, etc... peuvent aussi se prolonger au-dessus du cof- fre 22 et être soumis à des secousses, de sorte que la matière qui coule dans les tubes soit déjà condensée dans une large mesure quand elle pénètre dans la zone où s'effectuent 1-'admission de l'agent de refroidissement dans le cloisonnage 22 et son évacuation. Les secousses imprimées au cloisonnage ont alors pour effet une condensation plus poussée et un échange définitif de température
On peut appliquer de même un procédé analogue pour le réchauffa- ge de matières granuleuses ou pulvérulentes qui, à défaut de traitement préliminaires sont toujours pénétrées d'air.