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"Perfectionnements aux tambours ou fours rotatifs."
Dans les fours rotatifs destinés au traitement de matières solides à l'état pulvérisé ou de matières fluides et similaires, par exemple des fours pour la production de ciment ou des fours pour la conversion d'une boue de carbonate de calcium (obtenue du procédé de réduction en pâte de sulfate) en chaux, on prévoit généralement des systèmes d'échange de chaleur pour réaliser un échange de chaleur
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entre les gaz qui s'échappent et qui sont encore relativement chauds et la matière alimentée.
Cette matière peut souvent être une boue fluide ou bien elle peut avoir une cons stance plus épaisse ou solide et être d'une nature assez collante, de sorte qu'elle adhère étroitement à la paroi enveloppante du four et aux moyens constituant l'échangeur de chaleur.
Fréquemment , on utilise , comme échangeur de chaleur, un système dit à chaînes. Un tel système à chaînes comprend un grand nombre de chaînes souples flexibles, ! dont une ou les deux extrémités sont attachées à la paroi enveloppante du four. Durant la rotation de celui-ci , les chaînes formeront un grand nombre de "rideaux" ou de "voiles" suivant la section transversale du four , mais lors de la rotation de celui-ci , ces chaînes se placeront progressivement sur le fond de la paroi enveloppante et glisseront sur celle-ci, en aidant ainsi à l'avancement de la matière à travers le four. En même temps, la matière qui s'avance formera des revêtements ou des croûtes sur les maillons des chaînes. '
Le transfert de chaleur sera réalisé de la manière suivante.
Les chaînes, ainsi que les revêtements formés par la matiere sont chauffes paris gaz circulant axialement, lorsque ces chaînes pendent dans l'espace libre du four, tandis qu'elles sont refroidies durant une rotation ultérieure , lorsque, se trouvant sur le fond du four, elles glisseront en contact @@ la matière humide alimentée.
Les difficultés rencontrées dans l'utilisation des systèmes à chaînes deerits comme échangeurs de chaleur consistent principalement en ce que la matière à traiter, quelle soit de natrs solide ou fluide , adhérera à la paroi enveloppante en dépit du fait que les chaînes glissent sur celle-si. Si un tel collage de la matière sur la paroi enveloppante commence à petite échelle, en se produisant
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peut-être de façon temporaire, il augmente rapidement d'épaisseur et habituellement les chaînes sont noyées dans les revêtements ou croates de sorte que le fonctionnemont devra être interrompu pour le nettoyage du four.
Le but principal de l'invention est de créer un dispositif amélioré pour la suspension des chaînes, de manière à empêcher le collage de la matière sur la paroi enveloppante du four. Un autre but de l'invention est d'améliorer l'échanpe de chaleur en impartissant une turbulence au gaz circulant a travers le four.
Le dispositif suivant l'invention consiste en ce que les chaînes mont suspendues ou fixées dans une cage qui est prévue de façon a avoir un mouvement de rotation libre dans le four. Cette cage tourne en même temps que le four et elle est entraînée circon- férentiellement du fait du frottement contre ce four.
Il est important que cette cape soit d'un diamètre plus petit que le diamètre interne du four , c'est-à-dire un diamètre plus petit de rotation ou roulement. Le résultat de ceci est que le dispositif ou cage tournera ou roulera suivant un peu plus d'une rotation pour chaque rotation du four. De ce fait, les points ou lipnes de contact entre la cage qui roule et la paroi enveloppante rotative du four, et de ce fait les points de suspension des chaînes sont constamment déplacés par rapport à la paroi enveloppante du four , de sorte qu'un collage des matières à cette paroi enveloppante et aux chaînez est empêche.
La cage qui roule peut être conçue suivant un certain nombre de structures différentes et la suspension des chaînes à cette cage peut être réalisée 6galement sui- vant différentes manières. Il y a cependant deux conditions
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importantes qui doivent être prises en considération. Durant la rotation, les chatnes devraient former ensemble des"voiles" si proches qu'elles impartissent une turbulence au gaz chaud en circulation et assurent ainsi un échange efficace de chaleur.
De plus, ces chaînes devraient être suspendues de telle manière qu'elles ne s'entremêlent pas les unes aux autres ou dans la cage où elles sont supportées suivant la présente invention.
D'autres buts et caractéristiques de l'invention apparaîtront de la description suivante , donnée à titre d'exemple non limitatif et avec référence aux dessins annexés qui présentent deux formes de réalisation particulières de l'invention.
La figure 1 est une vue en coupe transversale , réalisée à travers un four ou un tambour comportant une cage de roulement pour la suspension du système à chaînes .
La figure 2 est une vue en coupe longitudinale partielle correspondante de la même forme de réalisation que suivant la figure 1.
Les figures 3 et 4 illustrent l'autre forme de réalisation, suivant des vues similaires en coupe transversale et en coupe longitudinale.
La paroi enveloppante du four ou tambour rotatif, qui généralement est légèrement incliné ,est désignée par la référence 1. La cage qui roule , que l'on appellera ci-après cage de roulement et qui est représentée par les figures 1 et 2, consiste en des plaques métalliques ou en des barres plates 2, qui s'étendent dans le sens longitudinal et qui sont disposées sur champ contre la paroi enveloppante et qui, à chaque extrémité du tambour ou du four, sont reliées ensemble par un élément annulaire 3, par exemple par soudage , de manière à former une structure unitaire.
Comme représenté clairement par l'indication de mesure 4, la cage
2,3 a un diamètre de roulement nettement plus petit que le
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diamètre interne du tambour ou four, de sorte que cette cage roulera suivant légèrement plus d'une révolution pour chaque révolution du tambour ou four. En conséquence, les barres 2 constituant les lignes de contact avec le tambour, sont déplacées progressivement sur la paroi enveloppante du tambour ou four suivant la rotation de celui-ci, ces barres maintenant ainsi la paroi enveloppante dans un état propre . On observera que, dans cette forme de réalisation, la cage peut être considérée comme constituant un polygone rotatif comportant un grand nombre de côtés ou de coins formant angles.
Les chaînes 5 sons suspendues dans la cage par fixation de certains maillons des chaînes aux barres 2 de la cage par aoudage ou par un autre moyen approprié.
Dans le cas où la matière à traiter est moyennement épaisse ou a la consistance d'une boue circulant librement, les barres 2 ramasseront la matière tombant à travers le four tout en étant en contact avec les chaînes , de sorte que l'on réalise ainsi à la fois un échange direct et un échange indirect de chaleur. La plupart des chaînes pendront simulta- nément en formant des courbes, mais évidemment elles se disposeront progressivement en un certain endroit sur la por- tion inférieure du four. Comme ces chaînes seront toujours occupées à réaliser un mouvement de flexion, les maillons de ces chaînes ne pourront pas être enveloppés par des revê- tements collants .
Sur les dessins, on n'a représenté que quelques chaînes seulement sur le nombre en réalité élevé de telles chaînes , les chaînes des dessins étant également représentées dans un état trop espacé, mais l'agencement général sera évident pour un spécialiste en ce domaine. Le transfert de chaleur depuis les gaz sera d'autant meilleur que les chaînes sont plus proches.
Suivant les figures 3 et 4, les chaînes 5 sont également suspendues dans une cage roulant librement à l'in- !
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térieur de la paroi enveloppante 1 du four ou tambour rotatif.
Cependant , sous un certain rapport , il y a une différence , importante entre la cage de roulement de la figure 1 et la cage de roulement de la figure 3. Alors que, suivant les figures
1 et 2, les plaques ou barres droites 2 constituent un poly- gone présentant des lignes longitudinales droites de contact avec la paroi enveloppante, la cage de roulement des figura
3 et 4 est formée par une double hélice qui consiste en. plaques ou barres plates 7, disposées sur champ ,de sorte que deux lignes hélicoïdales de contact avec la paroi enveloppante sont obtenues Ces deux barres ou plaques hélicoïdales 7 sont reliées entre elles pour former une stucture unitaire grâce à des barres longitudinales 8 qui sont attachées aux barres ou plaque hélicoïdales 7 par soudage ou un autre moyen approprié,
ces barres ou plaques 7 étant également reliées entre elles par un élément annulaire 3 prévu à chaque extrémité.
Comme dans le cas des figures 1 et 2, les barres hélicoïdales
7 ont également un diamètre de roulement qui est sensiblement plus petit que le diamètre interne du tambour ou four, de sorte que les lignes de contact sont déplacées progressivement. Cette différence entre les diamètres est montrée par la mesure 4, comme dans le cas des figures 1 et 2. En ce qui concerne la construction de la réalisation suivant les figures 3 et 4, il y a lieu d'observer spécialement que la cage de roulement est particulièrement avantageuse étant donné que cette cage sert également comme dispositif efficace d'avancement pour les matières , qui exigent une alimentation forcée et qui ne sont pas totalement fluides ou liquides.
Dans les deux formes de réalisation, la cage de roulement est guidée par rapport à la direction axiale; c'est-à-dire que la cage est guidée entre les sections annulaires formant parois d'extrémités du tambour, comme celà apparaît
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sur les figures 2 et 4.
L'invention peut également être utilisée sur des tambours rotatifs pour la condensation de vapeurs transportées à travers un tambour alimenté en eau et pour le lavage de gaz d'échappement ou de bombustion contenant des poussières ou des matières similaires.
Des modifications à la structure de la cage de roulement sont possibles et les chaînes peuvent être attachées ou suspendues suivant d'autres manières que celles illustrées par les dessins. Il sera donc entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes particulières de réalisation. qui ont été représentées ,mais que, par contre, bien des variantes peuvent être prévues sans sortir pour autant du cadre du présent brevet.
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"Improvements to rotary drums or kilns."
In rotary kilns intended for the treatment of solids in the pulverized state or of fluid materials and the like, for example kilns for the production of cement or kilns for the conversion of a calcium carbonate slurry (obtained from the process of pulp reduction of sulphate) into lime, heat exchange systems are generally provided to achieve heat exchange
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between the gases which escape and which are still relatively hot and the material supplied.
This material can often be a fluid slurry or it can have a thicker or stronger consistency and be of a fairly sticky nature, so that it adheres tightly to the enveloping wall of the furnace and to the means constituting the heat exchanger. heat.
Frequently, a so-called chain system is used as the heat exchanger. Such a chain system comprises a large number of flexible flexible chains,! one or both ends of which are attached to the enveloping wall of the oven. During the rotation of the latter, the chains will form a large number of "curtains" or "sails" depending on the cross section of the oven, but during the rotation of the latter, these chains will gradually be placed on the bottom of the oven. enveloping wall and will slide on it, thus helping to advance the material through the oven. At the same time, the material which advances will form coatings or crusts on the links of the chains. '
The heat transfer will be carried out as follows.
The chains, as well as the coatings formed by the material are heated by gas circulating axially, when these chains hang in the free space of the furnace, while they are cooled during a subsequent rotation, when, lying on the bottom of the furnace , they will slide in contact with the wet material fed.
The difficulties encountered in the use of deerits chain systems as heat exchangers consist mainly in that the material to be treated, whether of solid or fluid nature, will adhere to the enveloping wall despite the fact that the chains slide on it. if. If such bonding of the material to the enveloping wall begins on a small scale, occurring
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perhaps temporarily, it rapidly increases in thickness and usually the chains are embedded in the coatings or croats so that the operation will have to be interrupted for cleaning the oven.
The main object of the invention is to create an improved device for suspending chains, so as to prevent the material from sticking to the enveloping wall of the oven. Another object of the invention is to improve the heat exchange by imparting turbulence to the gas circulating through the furnace.
The device according to the invention consists in that the chains mounted suspended or fixed in a cage which is provided so as to have a free rotational movement in the oven. This cage rotates at the same time as the oven and it is driven circumferentially due to the friction against this oven.
It is important that this cap is of a diameter smaller than the internal diameter of the furnace, that is to say a smaller diameter of rotation or bearing. The result of this is that the device or cage will rotate or roll a little more than one rotation for each rotation of the furnace. As a result, the points or lipnes of contact between the rolling cage and the rotating enveloping wall of the oven, and therefore the suspension points of the chains are constantly displaced with respect to the enveloping wall of the oven, so that a sticking of materials to this enveloping wall and to the chains is prevented.
The rolling cage can be designed in a number of different structures and the suspension of the chains to this cage can be made in a number of different ways as well. There are however two conditions
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important things that need to be considered. During rotation, the chatnes should form together "sails" so close that they impart turbulence to the circulating hot gas and thus ensure efficient heat exchange.
In addition, these chains should be suspended in such a way that they do not become entangled with each other or in the cage where they are supported according to the present invention.
Other objects and characteristics of the invention will emerge from the following description, given by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawings which show two particular embodiments of the invention.
Figure 1 is a cross-sectional view, taken through an oven or a drum comprising a rolling cage for the suspension of the chain system.
Figure 2 is a corresponding partial longitudinal sectional view of the same embodiment as in Figure 1.
Figures 3 and 4 illustrate the other embodiment, according to similar views in cross section and in longitudinal section.
The enveloping wall of the rotary kiln or drum, which is generally slightly inclined, is designated by the reference 1. The rolling cage, which will be called the rolling cage hereinafter and which is represented by FIGS. 1 and 2, consists in metal plates or in flat bars 2, which extend in the longitudinal direction and which are arranged on the field against the enveloping wall and which, at each end of the drum or of the oven, are connected together by an annular element 3, for example by welding, so as to form a unitary structure.
As clearly represented by time signature 4, the cage
2.3 has a significantly smaller bearing diameter than the
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internal diameter of the drum or furnace, so that this cage will roll by slightly more than one revolution for each revolution of the drum or furnace. Consequently, the bars 2 constituting the lines of contact with the drum are progressively moved on the enveloping wall of the drum or oven according to the rotation thereof, these bars thus maintaining the enveloping wall in a clean state. It will be observed that, in this embodiment, the cage can be considered as constituting a rotating polygon comprising a large number of sides or corners forming angles.
The chains 5 are suspended in the cage by fixing certain links of the chains to the bars 2 of the cage by bending or by other suitable means.
In the event that the material to be treated is moderately thick or has the consistency of a freely flowing slurry, the bars 2 will pick up the material falling through the furnace while being in contact with the chains, so that this is achieved both direct and indirect heat exchange. Most of the chains will hang down simultaneously in curves, but of course they will gradually arrange themselves in a certain place on the lower portion of the oven. As these chains will always be occupied with making a bending movement, the links of these chains cannot be enveloped by sticky coverings.
In the drawings only a few chains have been shown out of the actually large number of such chains, the chains of the drawings also being shown in an excessively spaced state, but the general arrangement will be obvious to one skilled in the art. The heat transfer from the gases will be better the closer the chains are.
According to Figures 3 and 4, the chains 5 are also suspended in a cage rolling freely at the in-!
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terior of the enveloping wall 1 of the rotary kiln or drum.
However, in a certain respect, there is an important difference between the rolling cage of figure 1 and the rolling cage of figure 3. While, according to the figures
1 and 2, the straight plates or bars 2 constitute a polygon having straight longitudinal lines of contact with the enveloping wall, the rolling cage of the figures.
3 and 4 is formed by a double helix which consists of. plates or flat bars 7, arranged on the field, so that two helical lines of contact with the enveloping wall are obtained.These two helical bars or plates 7 are connected together to form a unitary structure thanks to longitudinal bars 8 which are attached to the helical bars or plate 7 by welding or other suitable means,
these bars or plates 7 also being interconnected by an annular element 3 provided at each end.
As in the case of figures 1 and 2, the helical bars
7 also have a rolling diameter which is substantially smaller than the internal diameter of the drum or furnace, so that the contact lines are gradually displaced. This difference between the diameters is shown by measurement 4, as in the case of Figures 1 and 2. As regards the construction of the embodiment according to Figures 3 and 4, it should be observed especially that the bearing is particularly advantageous since this cage also serves as an efficient advancing device for materials, which require forced feeding and which are not completely fluid or liquid.
In both embodiments, the rolling cage is guided with respect to the axial direction; that is to say that the cage is guided between the annular sections forming the end walls of the drum, as appears
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in Figures 2 and 4.
The invention can also be used on rotating drums for the condensation of vapors carried through a water-fed drum and for the washing of exhaust or spray gases containing dust or the like.
Modifications to the structure of the rolling cage are possible and the chains may be attached or suspended in other ways than those shown in the drawings. It will therefore be understood that the invention is in no way limited to the particular embodiments. which have been shown, but that, on the other hand, many variants can be provided without thereby departing from the scope of this patent.
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