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La présente invention est relative à un procédé et un dispositif pour le séchage de matières solides humides, en par- ticulier des fibres textiles, des matières textiles telles que la laine, le coton, la laine artificielle ou 'analogues, leurs déchets et-leurs mélanges.
Des procédés et des dispositifs de ce genre sont déjà connus. Ainsi, des sécheurs à bande sont appliqués partout pour
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sécher avant tout des matières premières textiles. Il s'est cependant révélé que les procédés et dispositifs ainsi connus ne satisfont pas complètement les nécessités pratiques. De nom- breux cas d'incendie sont par exemple à attribuer au fait que les arrêts de fonctionnement, inévitables en particulier la nuit ou au week-end, peuvent entraîner de tels échauffements des fi- bres restantes qu'il s'ensuit l'auto-combustion avec l'incendie résultant de l'installation. Le séchage proprement dit n'a pas lieu avec la régularité qui est de très grande importance pour le processus de fabrication ultérieur.
Il a en particulier été découvert que les procédés et dispositifs connus conduisent très facilement à l'apparition de zones humides, qui donnent lieu à d'importantes difficultés de fabrication par la suite.
La désagrégation des matières solides est également insuffisan- te. Des mélanges constitués se sont ultérieurement séparés. Le nettoyage des installations connues est exceptionnellement dif- ficile lorsque, par exemple, des changements de couleur doivent être exécutés. Le nettoyage, évidemment possible en soi, des installations connues nécessite une telle dépense de temps et de travail que, lors de telles modifications des conditions de travail, des inconvénients économiques directs peuvent exister.
Le procédé proposé pour remédier à ces inconvénients et difficultés se caractérise suivant l'invention en ce que les matières solides sont introduites dans un courant gazeux chaud, avantageusement un courant d'air chaud, et elles sont soumises, conjointement avec le courant gazeux, à un déplacement en forme de spirale ou d'hélice jusqu'à l'obtention d'un degré de séchage déterminé. L'introduction peut être réalisée de la façon la plus simple en aspirant les matières solides dans le courant gazeux chaud.
Si les matières solides sont soumises, conjointement, avec le courant gazeux, à un déplacement temporaire'dirigé de telle sorte que la composante verticale de la vitesse des matières
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solides tombe en dessous de la valeur pour laquelle l'énergie du déplacement est égale à la force de la pesanteur, on obtient ainsi une évacuation particulièrement simple des fibres et simul- tanément un refroidissement des matières solides, tandis qu'il existe de plus la possibilité d'exécuter ce processus en contact avec l'atmosphère libre. Ce processus peut être réalisé en im- primant aux matières solides, conjointement avec le courant ga- zeux, à nouveau un déplacement en forme d'hélice ou de spirale avec un axe écarté de l'horizontale, en particulier avec un axe vertical.
Ceci, peut être réalisé à la fin de la phase de dépla- cement servant au séchage. De cette façon, l'on est indépendant de dispositifs du genre des tamis, des grilles ou des grillages pour la séparation des matières solides du courant gazeux, étant donné qu'il s'est révélé que lesdits dispositifs provoquent une partie des inconvénients des installations connues. L'on a ce- pendant avant tout la possibilité d'exécuter les déplacements ' servant à la séparation de la vapeur et au refroidissement des matières solides déjà pendant le processus de déplacement ser- vant au séchage. L'on obtient ainsi que la vapeur peut être éliminée au moment .,où elle se forme, de telle sorte que le déplacement de la vapeur conduisant à une perte d'énergie et une influence nuisible sur les matières solides sont éliminés .
Le re. raidissement exécute progressivement des matières premières a ltavantage que les matières solides sensibles aux élevâtes de tempérautre ne sont soumises, malgré le séchage, qu'à des températures n'entraînant aucun dommage, Il s'y ajoute le fait que les matières solides peuvent être entraînées de façon répétée dans un courant gazeux chaud, avantageusement un courant d'air et être soumises, conjointement avec ce courant gazeux, de façon répétée, à des déplacements en spirale ou en héliee, jusqu'à l'obrépété pouvant en particulier être réalis tention du degré de séchage déterminé, l'antraînement/par une aspiration répétée. Il s'est révélé utile dans ce cas de produire aspiration répétée.
Il s'est révélé utile dans ce cas de produit
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pour chaque entraînement répété des matières solides dans le cou- rant gazeux, une forme de déplacement servant à la séparation de la vapeur/et au refroidissement des matières solides.
Il peut être avantageux, dans de nombreux cas, d'introdui re, pendant l'exécution du procédé, des gaz frais, en particu- lier de l'air frais, avantageusement en quantités réglables. L'ex- ploitation du procédé est faclitéepar l'entraînement dans le courant gazeux des matières solides en solution. Si,dans ce cas,, les matières solides sont ajoutées en quantité contrôlable, on peut obtenir particulièrement facilement unadaptation de la quantité de matières solides en circulation aux diverses condi- tions. De la sorte, on peut réaliser une dépendance spontanée de quantités déterminées, par exemple de la quantité déjà obte- nue de matières séchées, de telle sorte que celle-ci n'augmente - pas inutilement.
De la même façon, l'on peut agir sur les gaz de transport et de séchage, comme par exemple les quantités à obtenir d'air chaud et en mouvement. Dans le domaine dudit dé- roulement autonome du processus, on peut également citer le fait que l'arrivée de la chaleur, vers les réchauffeurs des gaz est @ @mmandée automatiquement, plus ou moins en fonction du degré d'humidité à obtenir. En particulier, toutes les données de la technique des mesures et de la régulation peuvent être mises à profit pour assurer un déroulement aussi automatique et com- plet que possible du processus décrit.
Le dispositif destiné à exécuter le procédé peut être réalisé de n'importe quelle façon appropriée. Il se caractérise avantageusement par la disposition d'un échangeur de chaleur chat- fé raccordé à un dispositif destiné à produire un courant gazeux, en particulier un courant d'air et dont le passage pour les gaz est suivi par un conduit pour les matières solides à sécher, un dispositif rotatif en forme de cyclone, un conduit cylindrique creux pour les gaz et les matières solides et un séparateur de
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vapeur raccordé à cette conduite, cette succession suivant le sens de circulation des matières chauffées.
Le dispositif desti- né à la production du courant gazeux, en particulier du courant d'air, peut être alors réalisé sous la forme d'un ventilateur, sans pour cela éliminer d'autres possibilités, comme les souf- flantes à cylindre rotatif, les soufflantes de Root, les com- presseurs à force centrifuge, ou analogues, lorsque de tels dis- positifs sont surtout nécessaires, étant donné que dans les grandes installations des conduites d'air comprimé sont toujours disponibles, l'air comprimé nécessaire à la production du cou- rant d'air pouvant en être obtenu.
La conduite destinée aux matières solides est utilement réaliséeen forme d'injecteur; la section d'aspiration de l'in- jecteur peut avantageusement être précédée, dans le cas du sé- chage de fibres , de tablettes d'alimentation, d'épinceteuses et de caisses d'alimentation avec un système d'entraînement avanta- geusement réglable, tandis qu'avec d'autres matières solides les dispositifs d'amenée usuels pour celles-ci sont à prévoir.
La conduite cylindrique creuse destinée au courant ga- zeux chauffé et aux matières solides est utilement réalisée soue la forme d'une conduite tubulaire, étant donné que l'on obtient de cette façon particulièrement simplement,des possibilités d'as- semblâge. Dans ce cas également, d'autres possibilités ne sont pas exclûmes; par exemple,des divisions correspondantes d'un espace creux en forme de caisse ou de tonnea peuvent être uti- lisées pour loger ces conduites. @
Le séparateur de vapeur est avantageusement réalisé sous la forme d'un cône creux, dont'la surface-limite la plus vaste, ouverte, est,en communication avec l'atmosphère.
Dans un but d'extrême précaution, on peut prévoir une fermeture sous forme de tamis, de grille ou .de grillage, par exemple un treillis en fil phosphoreux, afin d'éviter un échappement de'matières solides même dans des cas d'exploitation exceptionnels.
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Si les matières ont déjà atteint le degré de séchage né- cessaire dans le séparateur de vapeur, elles peuvent être aspi- rées hors du séparateur de vapeur et envoyées à leur destina- tion ultérieure, éventuellement en utilisant des dispositifs de transport usuels. Si ce n'est pas le cas, il existe alors la possibilité de raccorder au premier séparateur de vapeur une conduite d'évacuation pour les matières solides préséchées.
Cette conduite d'évacuation est à nouveau réalisée sous forme de conduite d'introduction des matières solides dans un courant gazeux, en particulier un courant d'air, produit précédemment, des conduites d'amenée en forme d'injecteur étant à préférer dans ce/cas. Avant le point d'introduction se.trouve à nouveau un système de production de courant gazeux, en'particulier un cou- -rant d'air et un échangeur de chaleur chauffé présentant des passages pour les gaz ou l'air. Ce dispositif est à nouveau sui- vi, suivant le sens de circulation.des gaz ou de l'air, par un dispositif rotatif en forme de cyclone, des.conduites cylindri- ques creuses pour les gaz et les matières solides, et un autre séparateur de vapeur raccordé auxdites conduites.
De tels groupes peuvent évidemment être disposés de façon répétée à volonté, sui- vant les conditions particulières, les données constructives et la sensibilité calorifique des matières solides.
Le dessin représente une réalisation, à titre d'exemple, d'une installation de séchage pour matières premières textiles, - qui doivent traverser l'installation à-une cadence d'environ 1000kgr. à l'heure. '.
1 désigne un ventilateur qui produit environ 8500 m3 d'air par heure. A la tubulure d'évacuation 2 du ventilateur 1 est raccordé l'échangeur de chaleur 3, réalisé sous la forme d'un calorifère. Il transmet, par heure, environ 330.000 calorie au courant d'air, qui est en conséquence porté à une température comprise entre 118 et 120 C. Une conduite de vapeur 4 avec sou- pape de réglage 5, qui peut être soumise automatiquement à des
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valeurs de fonctionnement déterminées, alimente l'échanguer de chaleur en agent chaffant. 6 désigne la tablette d'alimentation d'une épinceteuse 7, qui,dans les conditions énoncées,,nécessite une puissance d'entraînement d'environ 4 KW.
A l'épinceteuse 7 est reliée une boîte d'alimentation 8 avec système de réglage d'entraînement et une puissance/d'environ 1,5 KW. Les fibres sont amenées à une trémie 9, qui se raccorde en 10, à la façon d'un injecteur, dans la conduite 11 pour l'air chaud. Le diamètre de la conduite 11 est d'environ 300 mm. Dans la conduite 11 est agencé un cy- clone 12. La tubulure d'évacuation du cyclone 12 est réalisée sous la forme de l'espace de séchage 13 proprement dit, de forme tubulaire, qui est donc entouré par une conduite 14 ayant un diamètre d'environ 800 mm. La conduite 14 débouche dans le sépa- rateur de vapeur par pesanteur 15 ..Celui-ci est ouvert vers le haut et vers le bas.
Afin d'empêcher que, dans des conditions de fonctionnement anormales, les fibres puissent pénétrer dans l'at- mosphère, la surface de délimitation supérieure, la plus grande, du séparateur est fermée par un treillis 29, avantageusement en fil phosphoreux, et en fait à une hauteur telle que ¯) déjà avant, la vitesse de l'air transportant les fibres soit tombée à une valeur pour laquelle les fibres tombent vers le bas sous l'effet de la pesanteur. Elles parviennent ainsi à l'orifice d'évacua- tion 16 auquel est reliée la trémie de réception 17 de la condui- te d'évacuation 18, avantageusement par l'intermédiaire d'un espace 19 servant à l'élimination de la vapeur résiduelle. La conduite d'évacuation 18 mène à nouveau à un injecteur 20 dans la conduite d'air 21 qui est précédée du ventilateur 22 avec 'échangeur de chaleur 23.
En 24, l'on peut reconnaître la con. duite de vapeur avec la soupape de réglage 25. Le mélange air- fibres parvient au cyclone 26, auquel est à nouveau raccordée une chambre de séchage 27 de forme tubulairè avec le deuxième séparateur de vapeur 28, qui est en contact avec l'atmosphère
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par l'intermédiaire du treillis en fil phosphoreux 29. A l'ori- fice d'évacuation 30 du séparateur de vapeur 28 est relié la trémie de réception 31 par l'intermédiaire d'un espace 32 ser- vant à l'élimination de la vapeur résiduelle. Les matières com- plètement séchées tombent sur les convoyeurs 33,34 afin d'être 35 déversées par ceux-ci dans la trémie/qui les envoie, par l'in- termédiaire de la conduite 36, à une installation de transport pneumatique, par exemple.
En 37 est prévu un détecteur d'humidité sous la dépendance duquel se trouvent les dispositifs automati- ques de commandé et de contrôle. Une paroi de séparation 38 pro- tège l'ensemble de l'installation de séchage par rapport aux autres dispositifs de fabrication.
Le fonctionnement du système décrit est le suivant.
Les fibres dénouées au moyen de l'épinceteuse 7 traver- sent la boite d'alimentation en quantités égales dans des condi; tions de fonctionnement constantes, après que le système de con- trôle.de la boîte d'alimentation 8 a', été réglé d'après les fibres à sécher ou le mélange de fibres. Le courant d'air chaud, qui circule dans la conduite 11, s'empare des fibres introduites en 10 à la façon d'une injection et leur imprime une vitesse correspondante. Le cyclone 12 imprime au mélange fibres-air une forte giration, de telle sorte qu'il se produit dans la conduite 14 ou dans la chambre de séchage 13 un déplacement hélicoïdal dudit mélange.
De cette façon,les fibres sont soumises suffisam- ment longtemps à l'action de l'air.chaud, sur un parcours axial relativement court, d'autant plus que la surface d'action de l'air chaud sur les fibres est grande, parce que les fibres sont entourées entièrement par l'air chaud et sont battues par celui- ci avec une vitesse relative proportionnellement élevée. Dans le séparateur de vapeur 15, le déplacement hélicoïdal dirigé princi- palement axialement est transformé en un déplacement .analogue
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suivant un axe vertical . De ce fait, la vitesse des fibres tombe à une valeur pour laquelle la for ce de la pesanteur e,st supérieure à celle d'entraînement, que les fibres possèdent sous l'effet de l'énergie de la vitesse qui lui est communiquée.
Cela revient donc à une séparation entre la vapeur ou le mélange air- vapeur formés par l'absorption d'humidité, dénommés air humide ou simplement vapeur, et les fibres,de telle sorte que celles- ci quittent le séparateur de vapeur 15 en 16. La vapeur entraî- née peut s'échapper par l'espace annulaire 19. Ce processus se répète après l'introduction des matières préséchées dans le cou- rant d'air chaud qui circule dans la conduite 21. Les matières complètement séchées peuvent alors être aspirées par l'orifice d'évacuation 30 du deuxième séparateur de vapeur 28.
Par suite du fait que les fibres se refroidissent dans chacun des sépara- teurs 15 et 20, les effets de la température restent réduits sur la masse absolument nécessaire, d'autant plus qu'il est pos- sible, par une division du séchage total en autant de séchages partiels qu'il est désiré, de travailler avec les plus faibles élévations de température admissibles.
L'ensemble de l'installation se trouve dans l'espace fermé 38, de telles orte qu'on a la possibilité d'utiliser l'air humide séparé avec une certaine quantité d'air frais, dont l'ali- mentation est réglable, dans le système giratoire, de telle sorte que des puissances relativement faibles sont nécessaires pour maintenir l'installation en service.
Le détecteur d'humidité 37 peut soit être relié à des dispositifs indicateurs fournissant les indications nécessaires, soit avoir sous sa dépendance les systèmes de commande des sou- papes 5 et 25.
Le desnin annexé montre que la formation de zones humides est exclue, étant donné que l'on assure une alimentation absolu- ment uniforme des fibres. Il s'est révélé particulièrement clai-
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rement que, après le passage des dernières particules de fibres, une projection d'air chaud ou froid dans l'installation entrai- ne le nettoyage de celle-ci, étant sonné qu'il n'existe aucune encoignure ou fissure dans lesquelles peuvent se former des accu* mulations de résidus. Par exemple, une projection d'air pendant
1 minute dans l'installation a permis d'approvisionner celle-ci en fibres d'une couleur totalemert différente, sans qu'on puisse apercevoir la présence de fibres de la couleur précédente''.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour le séchage de matières solides humides, en particulier des fibres textiles, des matières textiles telles que la laine, le coton, la laine artificielle ou analogues, leurs déchets et leurs mélanges, caractérisé en ce que les ma- tières solides sont entraînées dans un courant gazeux, avanta- geusement un courant d'air, et sont soumises, conjointement avec ledit courant gazeux, à un déplacement en spirale ou hélicoïdal, jusqu'à l'obtention d'un degré de séchage prédéterminé.