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En vue du mélange ou de l'homogénéisation d'une matière en poussière ou en farine, en particulier du ciment, de la chaux.
01 matière analogue, il existe un grand nombre de procédés qui toutefois en pratique n'atteignent que rarement des valeurs de tolérance comprises dans l'intervalle de + 1% pour la matière mélangée. Les installations ou procédés atteignant une .tolérance inférieure à la précédente fonctionnent seulement comme petites installations ou appareils de petites dimensions, lesquels peu- ventdonc livrer une matière mélangée dont la tolérance est relativement plus étroite, mais avec emploi d'une charge relati- vement plus petite.
Or, étant donné que la composition de la charge est elle-même plus ou moins variable en ses composante,
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on n'obtient que rarement avec ces mélanges individuels un pro- duit final de composition complètement uniforme, par conséquent constant, au cours d'un laps de temps déterminé, par exemple une production journalière. Or, plus élevée devra être la valeur d'une matière, par exemple une variété de ciment, plus homogène devra rester sa composition, c'est-à-dire que son mélange intime devra être absolument uniforme et constant.
Cette exigence n'est toutefois satisfaite que lorsque la quantité produite au cours d'une période déterminée, par exemple d'un jour de 24 heures, est mélangée à fond en sa totalité de manière complètement uni- forme, ou lorsqu'on réunit de manière dosée plusieurs composants individuels d'une production journalière et les. mélange ensuite le plus intensément possible.
L'expérience acquise et les essais tentés jusqu'ici ont apporté l'enseignement que le mélange complet d'un réservoir- silo à grande capacité de charge, par exemple de 500 tonnes, 1000 tonnes, ou davantage, n'est possible qu'à l'aide d'air sous pression (air comprimé). Aucun des appareillages mécaniques mélangeurs n'arrive à produire des résultats pratiquement utili- sables dans la gamme de tolérance exigée dans l'industrie. C'est pourquoi on a décrit des installations de mélange avec ameublis- sement à l'air, bien que sous diverses formes.
Dans les silos à plus petites capacités de charge, un pro- cédé de mélange a en fait donné satisfaction; celui-ci opère avec une admission d'air à réglage variable. Ici, l'air est injecté dans la matière à mélanger à travers un milieu .perméable situé au fond du silo ; l'occurrence, la surface du fond du silo, perméable à l'air, se divise en général en quatre sec- teurs, 1 ou 2 secteurs chaque fois étant alimentés avec une pression d'air plus élevée, le restant l'étant avec de l'air sous une pression d'air moindre. Le bouleversement ainsi obtenu de la matière fournit un résultat relativement bon, vu que l'in-'
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tensité de mélange est comprise dans des tolérances relativement basses.
Le procédé nécessite toutefois des silos de mélange spéciaux, relativement petits, qui délivrent le produit mélangé aux silos de stockage proprement dits.
D'autre part, c'est un fait bien établi que la puissance de pression nécessaire au mélange intime augmente pour une colonne croissante de matière, mais que la colonne de matière, une fois qu'elle est en mouvement par l'air comprimé, c'est-à- dire qu'elle se trouve dans un état analogue à celui d'un liqui- de, peut être maintenue en mouvement avec une quantité d'air comprimé relativement faible, même lorsqu'on augmente la colonne de matières d'un multiple par une nouvelle charge.
Mais, lorsque pour une raison quelconque, par exemple un dérangement de fonctionnement, une interruption de l'arrivée de courant aux moteurs, etc, le courant d'air comprimé constam- ment nécessaire vient à s'interrompre et lorsque la matière est mise en repos pour une durée'plus ou moins longue, 'une remise en mouvement, c'est-à-dire une "liquéfaction" de la matière avec la pression d'air existante ou celle dont on peut disposer, n'est plus possible ; conséquent, toute remise en fonctionne- ment et poursuite du processus de mélange deviennent impossible? Il n'y a plus d'autre solution que de vider le silo et de recom mencer le processus de mélange par une nouvelle introduction de charge.
C'est pourquoi, on a tenté de mettre en mouvement, c'est- à-dire de mélanger à fond, un contenu de silo important', en installant dans le silo un ou plusieurs tubes d'ascension devant l'embouchure desquels, une partie du contenu du silo est rendue meuble dans le bas, à l'aide d'air comprimé ou est alimentée en air comprimé par le haut, de manière à créer ainsi un ou plu- sieurs systèmes circulatoires à l'intérieur du silo, destinés à produire un mélange intime progressif de la matière. Ces instal-
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lations intérieures sont toutefois incommodes, elles influencent défavorablement la capacité utile du silo et se prêtent seule- ment à l'emploi dans de petits appareillages, et non dans de, grandes installations de silos avec les capacités de charge déjà indiquées.
L'objet de l'invention est de mettre en mouvement, autre- ment dit de mettre dans un état semblable à celui d'un liquide, une matière destinée à être mélangée, et cela au moyen de silos ouverts ou se trouvant sous vide par le haut et de capacité aussi grande que possible, avec emploi d'un volume d'air compri- mé économiquement acceptable, même au cas où la matière qui s'y trouve .est encore complètement en repos ; même temps, la hau- teur de la colonne de matière peut s'élever à un multiple du diamètre du silo, avec garantie en outre que l'intensité de mélange de la grande quantité de matière est dans la tolérance edmise, par exemple /+ 0,2 %, en un temps très court.
A cet effet, onfait appel au principe de l'introduction courants d'air comprimé à.des pressions différentes, à des endroits séparés les uns des autres de la surface de base de la colonne de matière. Suivant l'invention, la surface de base est divisée en un certain nombre d'anneaux concentriques et, par des zones annulaires qui s'avoisinent,)on introduit de l'air comprimé à une pression différente ;
enl'occurrence il est avantageux de changer à certains intervalles de temps détermi- nés le rapport de pression entre les zones annulairesconsidé- rées et de préférence de permuter ce rapport. @
Si par exemple, dans un silo de stockage, on a affaire à une colonne de matière au repos qui se compose de matière pous- sièreuse ou poudreuse, que l'on doit tout d'abord ameublir pour ensuite la mélanger et l'homogénéiser, suivant l'invention il convient tout d'abord que la section circulaire centrale seule soit ameublie avec de l'air comprimé et, après conversion de la
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zone de matière centrale correspondante en un état semblable à celui d'un liquide,
on ameublit la zone annulaire environnante' par un raccordement approprié du système à air comprimé. Après sa "liquéfaction", on ameublit et liquéfie alors à son tour la zone annulaire suivante, et on raccorde ainsi successivement les zones annulaires suivantes dans la direction radiale, jusqu' à ce que finalement la colonne de matière soit ameublie et "liquéfié" sur sa section totale. Dans cet état, il se produit déjà un mélange intime important et en outre la matière se trou- ve à l'intérieur de tout le silo dans un état qui permet un dé- placement facile.
Lorsque la colonne de matière tout entière se trouve à l'état "liquéfié", soit qu'une colonne de matière tout d'abord au repos ait été "liquéfié" de la manière décrite plus haut, soit que le remplissage du récipient ait été réalisé tandis que l'on introduisait constamment de l'air comprimé au fond, l'homo- généisation s'effectue avantageusement suivant l'invention de manière que les zones annulaires à numéro d'ordre impair, c'est- à-dire par exemple les première, troisième et cinquième zones, soient parcourues d'air comprimé à pression plus élevée compara- tivement aux zones annulaires à numéro d'ordre'pair, donc par exemple les deuxième, quatrième et sixième zones, et que pério- diquement les deux courants d'air comprimé de pression diffé- rente permutent.
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La différence de pression et les périodes de permutation sont à établir chaque fois en fonction de la nature de la matiè re à traiter et en fonction des dimensions de'la colonnede matière, en particulier de sa hauteur. En général la différence de pression entre les différents courants d'air comprimé devra être au moins de 0,2 atmosphère et ne pas être de préférence supérieure à 1 atmosphère.
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention on
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a en plus la possibilité, à partir de la colonne de matière se composant éventuellement de matière chaude, de dissiper rapide- ment et efficacement la chaleur par injection d'air froid,étant donné que la matière, qui se trouvant constamment brassée,entre en contact dans toutes ses parties directement avec l'air froid.
A cette fin, dans une forme de réalisation préférée de l'inven- tion on introduit également, indépendamment des courants d'air comprimé au fond de la colonne, de l'air frais à l'état finement divisé à l'intérieur de la matière rendue meuble, Un appareil propre à assurer la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention se compose d'un réservoir-silo sans pression, connu en soi, avec fond perméable à l'air, dont la chambre d'admissior d'air est toutefois divisée en-dessous du fond du silo en un certain nombre de chambres annulaires concentriques.
Etant donné que la surface perméable à l'air des chambres annulaires succes- sives depuis le centre jusqu'à la périphérie augmente en rapport avec le rayon moyen, il peut être avantageux de conformer l'ap- pareil de manière à ce que les chambres annulaires aient une largeur décroissante depuis le point central jusqu'à la périphé- rie du récipient. On arrive ainsi à graduer les zones annulaires pour que leurs surfaces de passage soient égales ou sensiblement égales.
En vue de pouvoir faire fonctionner -les diverses formes de réalisation de l'invention, les chambres annulaires sont avan- tageusement raccordées à la source d'air comprimé par l'inter- médiaire d'un système commutateur à canalisations, lequelper- met d'alimenter successivement un nombre croissant de chambres avec le même volume d'air comprimé ou des groupes de chambres avec de l'air comprimé à des pressions différentes. Pour l'in- troduction d'air de refroidissement, on peut agencer dans la chambre de silo, au-dessus du fond laissant passer l'air, des tubes d'introduction d'air qui sont alimentés par une source
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d'air de refroidissement séparée.
On explique à titre d'exemple dans le dessin le procédé et l'appareil selon l'invention.
La figure 1 est une coupe longitudinale à travers un réser- voir-silo.
La figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une.coupe longitudinale à travers une forme de réalisation modifiée.
La figure 4 est une section transversale suivant la ligne IV-IV de la figure 3.
Le réservoir-silo 1, lequel a par exemple une capacité de charge (le 500 à 1000 tonnes, possède une tubulure de remplissage ordinaire 2 et une tubulure de désaérage 3. En-dessous du fond 4, en pente légère vers le centre et en un matériau perméable à l'air, comme par exemple un matériau fritté ou une tôle per- forée recouverte d'un tissu, se trouve la chambre d'admission d'air 5, laquelle est divisée par des parois de séparation annu- laires en une chambre centrale de section transversale circulai-* re a, et en plusieurs chambres annulaires concentriques b, c, d, e.
A partir d'une source commune d'air comprimé 6, qui par exemple consiste en une boite à vent remplie par des ventila- teurs à haute pression, diverses canalisations 7, 8, 9, 10, 11, munies de soupapes, mènent à des bagues de distribution d'air 12b, 12c, 12d, 12e et 13b qui font entrer l'air comprimé dans les chambres a à e par l'intermédiaire de conduits tubulàires correspondants 13a à 13e.
Dans la réalisation suivant les figures 3 et 4, on fait passer à travers les chambres à vent 5a à 5e les tubes'd'admis- sion d'air verticaux 14, lesquels sont pourvus sur leur périphé- rie d'un certain nombre de buselures de sortie d'air. La hau- teur des tubes 14 s'étend à peu près au 1/3 jusqu'à la moitié
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de la chaleur du silo 1. En-dessous du fond du silo, les tubes 14 sont raccordés à une conduite d'air froid commune 15, laquel- le est distincte du système à air comprimé. Pour plus de clarté ce dernier système a été omis dans la figure 3.
On supposera que le silo 1 soit rempli, en rapport avec sa capacité de charge, avec une matière pulvérulente, par exem- ple du ciment, et que l'on dispose dans la boite à vent d'un air comprimé sous une pression de 1,2 atmosphères par exemple.
Pour ameubler la colonne de matière et l'amener dans un état semblable à celui d'un liquide, on raccorde tout d'abord tout l'air comprimé dont on dispose pour faire fonctionner l'instal- lation et sous sa pression maximum avec la chambre de vent cen- trale 5a. De cette manière, la colonne de matière centrale se trouvant au dessus de la petite surface circulaire a est tout d'abord mise en mouvement et elle entraine déjà avec elle les particules de matière voisines se trouvant à la limite de.la zone annulaire b.Après cela on branche tout l'air comprimé sur les chambres a et b; l'air comprimé se répartissant sur les deux chambres sort en son volume total avec une pression moins réduite et met maintenant aussi en mouvement la zone b de la colonne de matière.
Cet ameublissement commence et-cette "liqué- faction" progressive du contenu du silo-se poursuit avec le raccordement supplémentaire des zones annulaires c, d et e, et en l'occurrence la pression de l'air comprimé se réduit d'envi- ron 0,8 à 0,6 atmosphère, en mettant cependant en mouvement tout le contenu du silo.
Lorsque le contenu du silo doit être mélangé intimement ou homogénéisé, alors on divise l'air comprimé par un réglage adéquat des conduites 7 à 11 en un air comprimé, dit actif, de pression plus élevée, par exemple de 1,2 à 0,8 atmosphères, et en un air comprimé, dit inactif, de pression moindre, par exem- ple de 0,2 atmosphère, et on alimente par exemple tout d'abord
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les chambres a,c et e avec de l'air actif, tandis que les chambres b et d, au moyen d'air inactif, entretiennent un mouve- ment insignifiant dans les zones de matière qui les surmontent.
Après un laps de temps déterminé, lequel peut s'élever de quel- ques minutes à environ 1 heure, on permute les deux courants d'air, si bien que par exemple l'air actif est concentré sur les chambres b¯ et d, tandis que les chambres a,c et e sont alimentées en air inactif. Par ce moyen, la matière surplombante est mise par zones en un mouvement qui est représenté par les lignes de circulation dans la figure 1, lequel ressemble à celui d'une source jaillissante ascendante et descendante, à ce qu'on appelle un geyser. Du fait de la subdivision de la matière à traiter en zones annulaires relativement étroites, on obtient un mélange intime ou homogénéisation extraordinairement rapide et intime, conduisant à une matière mélangée dont la composition est comprise dans les limites de tolérance les plus étroites.
Lorsqu'avec la "liquéfaction" et le mélange intime, on doit simultanément obtenir un refroidissement de la matière, on fait alors arriver par la conduite 15 aux tubes de refroidissement 14 de l'air frais sous pression modérée, par exemple 0,1 atmos- phère. Suivant les conditions atmosphériques, le rayonnement calorifique du réservoir-silo, le contenu calorifique de la matière chargée, etc, on peut employer, pour le refroidissement, de l'air extérieur ou de l'air artificiellement pré-refroidi, par exemple à 0 - 10 C. Comme toute la quantité de matière par suite du traitement à l'air comprimé se trouve en un mouvement animé, l'air de refroidissement balaye avec un effet intense toute la matière en un temps bref, si bien que la température du contenu du silo diminue rapidement.
L'air de refroidissement se dégageant de la matière chargée sort conjointement avec l'air d'ameublissement et de mélange à la tubulure de désaéra- ge 3.
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Dans le dessin on représente un réservoir-silo de section circulaire, et c'est pourquoi les chambres a à e ont de même une forme circulaire ou annulaire. Si l'on doit appliquer l'in- vention à des réservoirs-silos carrés, rectangulaires ou poly- gonaux, on reste évidemment dans le cadre de l'invention en donnant aux chambres partielles une forme correspondante qui sera de même carrée, rectangulaire ou polygonale.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de mélange à sec et d'homogénéisation d'une matière en poussière ou en farine, en particulier du ciment, de la chaux ou matière similaire, par introduction de courants d'air comprimé sous des pressions différentes en des endroits séparés les uns des autres de la surface du fond de la colonne de matière, caractérisé en ce que la surface du fond est subdi- visée en un certain nombre d'anneaux concentriques et en ce qu'on introduit à travers les zones annulaires qui s'avoisinent de l'air comprimé sous une pression différente, le rapport de pression entre les zones annulaires considérées étant changé et de préférence permuté, avantageusement à des intervalles de temps déterminés.