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PROCEDE DE DESSICATION PAR. VENTILATION9 ET ' .DISPOSITIF PERMETTNT SA'MISE EN OEUVRE.
Dans les installations de dessication des matières par souffla- ge d'air, qui est généralement réchauffé, l'intensité d'évaporation de l'eau, pour une même teneur en humidité de l'air soufflé, oroit avec la vi- tesse et la température de cet air. Il n'est presque jamais possible d'uti- liser complètement la capacité desséchante du courant d'air pour deux rai- sons s avant tout, après une première période au cours de laquelle est des- séchée la couche superficielle de la matière, la vitesse généralement pe- tite avec laquelle l'eau sort par capillarité des couches profondes pour se rendre à la surface de la matière constitue une limite à la vitesse de dessication;
en second lieu, il n'est pas possible de dessécher les couches superficielles trop rapidement parce que, s'il en était ainsi, elles se craqueler aient en formant sur le produit une croûte pratiquement imperméa- ble qui empêcherait l'eau contenue dans les couches profondes de venir à la surface pour être évaporée à son touro
Le but de la présente invention est de réaliser un procédé de dessèchement des matières dans lequel de brèves périodes de dessication très rapide obtenue avec un courant d'air à grande vitesse et à la tempé- rature la plus convenable alternent de façon uniforme avec des périodes de calme relatif et de durée suffisante pour que l'eau contenue à l'intérieur de la matière puisse arriver à la surface de celle-ci en baignant les couches extérieures précédemment desséchées,
avant qu'il ne se produise les inconvénients exposés ci-dessus.
De cette façon, le courant d'air qui balaie la matière évapore l'eau qui se trouve à la surface de celle-ci; avant que la dessication vienne intéresser les couches internes, le courant d'air est dévié de tel- le façon que la matière considérée ne soit plus soumise à-son action des-
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séchante, et cela jusqu'à ce que l'eau contenue à l'intérieur de la masse se soit nouvellement portée à la surface et que sa répartition dans la par- tie solide soit devenue de nouveau uniformeo Pour une matière déterminée et un degré d'humidité donné de celle-ci, il est possible de déterminer expérimentalement la température, l'humidité relative et la vitesse qui doit avoir un courant d'air dirigé sur la matière humide afin d'obtenir le meilleur rendement pour l'évaporation de l'eau qui se trouve à la surface de la matière.
Ces conditions de rendement maximum ne sont pas réalisa- bles dans les dessicateurs ordinaires parce que ceux-ci provcqaent une des- sication superficielle rapide de la matière, ce qui donne lieu aux incon- vénients précités.
Le degré d'irrégularité dans la distribution de l'eau dans la masse à la suite de l'action desséchante du courant d'air dépend de l'in- tensité de cette action et de sa durée. Ce degré d'irrégularité ne doit en aucun cas dépasser une certaine limite si l'on veut éviter que la par- tie superficielle de la matière se craquelé ou durcisse sous une forme im- perméable par excès de dessication.
Il est évident que, l'action desséchante du courant d'air qui est dirigé sur la matière étant très intense, si la durée d'action du cou- rant d'air est rendue très courte, on peut ainsi éviter qu'il ne se produi- se les inconvénients précités dus à une dessication trop intense des cou- ches superficielles devant les couches internes de la matière. Si l'opé- ration doit continuer,il faut laisser une période de temps suffisante pen- dant laquelle n'agit plus le courant d'air desséchant, pour permettre à l'humidité contenue dans la masse de la matière de se répartir dans celle- ci et de retrouver une uniformité suffisante avant que ladite matière ne soit de nouveau soumise au courant d'air.
Il est très important d'observer que, lorsqu'on procède de cette fagon, le courant d'air est toujours dirigé sur une surface baignée d'humidité parce que, quand l'eau qui se trouve à la surface de la matière vient à être évaporée, le courant d'air est dévie sur une autre matière dont la surface a déjà eu le temps de s'enrichir en eau provenant des cou- ches internes. Par conséquent, le rendement de la dessication est beau- coup plus élevé que dans aucun des dessicateurs usuels dans lesquels, quand l'eau superficielle est évaporée, le courant d'air doit réchauffer l'eau contenue dans les couches profondes de la matière pour la conduire à tra- vers les couches superficielles déjà desséchées.
Ce rendement est rendu encore plus élevé par le fait que, l'air agissant directement sur des cou- ches humides de la matière., des températures relativement basses de cet air sont suffisantes pour provoquer des évaporations que les mêmes tempé- ratures ne pourraient réaliser dans les dessicateurs connus.
Les Demandeurs ont trouvé que, pour la majeure partie des ma- tières.qui ne peuvent pas être desséchées de façon rapide pour les raisons exposées ci-dessus, il convient d'interrompre le courant d'air desséchant pendant une période de temps d'au moins une minute afin que la répartition de l'humidité dans la matière redevienne pratiquement uniforme après une dessication superficielle brève et énergiqueo Ils ont constaté d'autre part, qu'un temps très court est suffisant pour obtenir une telle dessica- tion superficielle étant donné qu'il s'agit de matières à structure géné- ralement colloïdale dans l'intérieur desquelles la diffusion de l'eau vers la surface a lieu très lentement.
Pour chaque matière à dessécher, il est néanmoins possible d'établir un rapport entre le temps pendant lequel la matière doit être soumise à un courant déterminé d'air desséchant et le temps pendant lequel elle doit reposer à l'écart de ce courant. Ledit rap- port doit être dans tous les cas relativement petit, inférieur à 1/4; il est évident qu'il doit être le même pour toutes les matières qui se trou- vent dans une même enceinte soumise à la dessicatiop afin d'éviter des pertes de rendement pour l'une et des résultats non satisfaisants pour l'autre.
Pour ces raisons, le procédé selon l'invention, consiste à di-
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riger sur la matière à dessécher,disposée dans une enceinte., un jet d'air comprimé à l'intérieur d'un angle aigus à partir d'un point fixe de 1?en- ceinte, suivant une direction tournant uniformément autour de ce point a une vitesse inférieure à un tour par minute tandis qu'on introduit de 1 air frais dans cette enceinte et quon en extrait one égale quantité d'air à l'état humide.
o On a déjà proposé de réaliser dans une installation de dessi- cation une ventilation intermittente au moyen de ventilateurs animés d'un mouvement alternatif, mais avec ce système les intervalles compris entre deux soufflages d'air successsifs varient d9un point à l'autre du dessi- cateur, de sorte que la dessication n'a pas lieu de façon uniforme comme dans le dessicateur selon l'invention et que la capacité desséchante de l'installation est pourtant limitée par le comportement de la matière qui se trouve dans la position la plus avantageuse.
Le procédé selon 1?invention est avantageusement mis en oeuvre au moyen d'un dispositif ventilateur tournant autour d'un axe vertical avec une période supérieure à une minute et pourvu d'une buse qui dirige le jet d'air dans une zone comprise dans un angle aigu, ce dispositif comprend généralement, en outre, des moyens de réchauffer l'air insufflé et, quand l'enceinte est relativement vaste, plusieurs de ces dispositifs sont placés dans celle-ci à une distance qui dépend de la vitesse et du débit de l'air soufflé par chacun des dispositifs.
En général, l'air sec introduit dans l'enceinte peut être ré- chauffé de façon à fournir à celle-ci la chaleur nécessaire à l'évapora- tion.
Le procédé selon 1?invention peut être mis en pratique par exemple à l'aide d'un appareil du genre qui va maintenant être décrit en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif.
La figure 1 représente l'appareil en coupe verticale axiale.
La figure 2 est une coupe horizontale correspondante.
La figure 3 montre l'appareil en élévation.
La figure 4 représente en coupe longitudinale schématique un dessicateur fonctionnant avec des dispositifs du type représenté aux fi- gures 1 à 3
Le dispositif représenté comporte un bâti formé de montants 1 et 2 assemblés par des anneaux 3 et 4; les montants 2 sont pourvus de petites roues 5 destinées à faciliter le transport de l'appareil.
A l'an- neau 3 sont fixés des fers radiaux 6 qui portent le manchon annulaire 7 et le support 8; à l'anneau inférieur 4 sont reliés des fers radiaux 9 qui portent le support 10. Ce dernier porte à son tour un moteur électrique 11 dont l'arbre 12 se prolonge à travers le support 10, vers le haut, et est soutenu à son extrémité par le support 8; à proximité de ce dernier, l'arbre 12 porte une pale de ventilateur 13.
Les supports 8 -et 10 portent en outre une boîte 14 en forme de limaçon qui est montée de façon à pouvoir tourner autour de l'axe de l'ar- bre 12 et qui, à sa partie supérieure, entoure la pale 13; sa paroi verti- cale présente une fenêtre allongée verticalement, qui constitue la buse de sortie du ventilateur., cette fenêtre est de largeur réglable au moyen d'un volet 15 articulé en 16 sur la boite 14 et pouvant être fixé dans la position voulue à l'aide d'un organe de blocage 17.
La paroi verticale de la boîte 14 est raccordée au fond plan de celle-ci au moyen d'une paroi courbe 18, dont la section transversale a une courbure qui augmente dans le sens dans lequel tourne l'arbre 12.
Au fond de la boîte 14 est fixé un anneau 19 dont la surface latérale est cylindrique et coaxiale avec l'arbre 12o Contre cette sur- face cylindrique s'appuie un galet 20 dont la rotation est provoquée par
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un réducteur de vitesse 21 monté sur le bâti et entraîné à son tour, au moyen d'une transmission 22, par ledit arbre 12. Le rapport de transmission avec lequel le mouvement de rotation est transmis de l'arbre 12 à l'anneau 19, et, par suite, à la boite 14, peut être rendu variable par tout moyen connu, mais ce rapport est en général de l'ordre de plusieurs centaines.
Sur le corps annulaire 7 est emmanché un conduit vertical 23.
L'appareil qui vient d'être décrit est monté à l'intérieur d'une chambre de dessication comme le montre schématiquement la figure 4; d'après cette figure, deux appareils sont placés dans la chambre 24, mais il est évident que le nombre de ces appareils peut être quelconque suivant les dimensions et la forme de la chambre de dessication.
Comme le montre la figure 4, dans la partie supérieure de la chambre 24 pénètre un conduit tubulaire 25 qui transporte l'air chaud pro- venant, par exemple des chambres d'un four contenant les briques à peine cuites; le conduit 25 est pourvu de tubulures 26 sous lesquelles sont pla- xés les appareils du genre décrit précédemment, de telle façon que l'air chaud qui en sort puisse être facilement aspiré par des conduits 23; les tubulures 26 sont munies d'organes d'étranglement 27 permettant de régler le débit de l'air chaud. Les parois de la chambre 24 comportent à leur partie inférieure des ouvertures 28 munies de volets de retenue oscillants 29 pour permettre l'échappement de l'air humide.
A l'intérieur de la chambre 24 sont disposés des supports ap- propriés 30 pour la matière à dessécher, qui est représentée schématique- ment à titre d'exemple en 31. Les supports 30 peuvent, bien entendu, être fixés à l'intérieur du dessicateur ou être amovibles vers l'exté- rieur avec la matière 31. Lorsque l'on met en marche l'appareil, l'action de la pale 13 provoque une forte insufflation d'air contre la matière; ce courant d'air sort de la buse latérale de l'appareil suivant la direc- tion indiquée par les flèches 32 sur la figure 4. Ce courant d'air balaie la matière placée à l'intérieur de la chambre 24 dans laquelle la buse supérieure du conduit 23 produit une aspiration indiquée sur la figure 4 par la flèche 33.
En même temps que l'air qui entre dans le conduit 23 suivant la flèche 33 est aspiré, une quantité d'air chaud se mélange à l'air recyclé pour fournir la chaleur nécessaire à l'évaporation de l'eau contenue dans la matière 31.
La rotation de l'arbre 12 dans la pale 13 provoque, par l'in- termédiaire de la transmission à réducteur de vitesse décrite ci-dessus, une lente rotation de la boite 14, au moyen de laquelle des portions suc- cessives de la matière 31 placées sur le support 30 sont soumises au jet d'air insufflé, et lorsqu'un point déterminé de la matière 31 a été soumis à l'action de ce courant d'air, il se produit une période relativement longue pendant laquelle il n'est soumis à aucune action de ventilation.
Comme il ressort de l'examen de la figure 2, le souffle d'air engendré par la pale 13 est dirigé à l'extérieur de l'appareil entre un angle relative- ment restreint, de sorte que la période de temps pendant laquelle un poids de matière à dessécher est soumis au souffle provenant de l'appareil est notablement moindre que la période du cycle pendant laquelle le souffle est dirigé ailleurs. La durée de cette période doit évidemment être dé- terminée en fonction de la matière à dessécher et de ses conditions, ain- si qu'en fonction de la température et de l'humidité de l'air qu'on fait circuler dans le dessicateur ; à titre d'exemple, la durée pendant la- quelle un poids de matière est soumis au courant d'air peut être de vingt se- condes, la durée de la rotation complète de la boite 14 etant en moyenne de deux minutes.
Toujours à titre d'exemple, on peut mentionner l'expérience suivante.
Dans une chambre de 1200 m3 on dispose 87 tonnes de matériaux en brique creuse crue contenant 19 tonnes d'eau. Dans cette enceinte sont
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placés cinq appareils du type décrit ci-dessus, engendrant une ventilation de 300000 m3 par heure. Dans les appareils, on introduit un débit complé- mentaire de 36.000 m3 d'air chaud à la température de 195 0 En quatre vingt seize heures la matière'est complètement desséchéeo Pendant le pro- cessus de dessication, la température moyenne de l'enceinte est de 33 , son humidité relative de 65%, l'humidité relative de l'air qui sort de la buse des appareils étant d'environ 45%.