Procédé continu pour densifier une poudre et dispositif pour sa mise en oeuvre
L'objet de la présente invention concerne un procédé continu pour densifier une poudre, caractérisé par le fait que l'on crée une dépression le long d'une surface filtrante, perméable aux gaz, cylindrique et immobile, et qu'un moyen de transport rotatif déplace la poudre le long de ladite paroi.
De nombreuses industries utilisent des produits se présentant à un certain stade de leur fabrication ou de leur utilisation, sous forme de poudres très fines. On peut citer en particulier les charges et les pigments utilisés dans l'industrie du caoutchouc, des encres, des colorants, des cosmétiques, des vernis, des pesticides. D'autres industries, telles que l'industrie alimentaire ou les cimenteries, ont également à manipuler de telles poudres.
Or, ces poudres, par suite du très faible diamètre des particules qui les composent, emmagasinent beaucoup d'air, ce qui leur confère une densité très faible et un volume apparent très important.
L'utilisation de ces poudres sous leur forme normale aérée, présente un certain nombre d'inconvénients, tant techniques qu'économiques. En particulier les frais d'emballage, de transport, de stockage, sont élevés du fait du volume important occupé par une matière peu dense.
Outre ces inconvénients sur le plan économique, les poudres aérées en présentent aussi du point de vue technique pour leur utilisation ultérieure. C'est ainsi que, du fait de leur fluidité, elles sont difficiles à empaqueter, de plus elles se prêtent mal à la granulation; enfin, si on désire homogénéiser une telle poudre dans un milieu liquide en vue de l'obtention d'une pâte, il y a formation de mousses abondantes dues à la présence d'une quantité importante d'air occlus.
Toutes ces raisons confèrent au problème de la densification des poudres une importance capitale pour les utilisateurs.
Cette question est d'ailleurs étudiée depuis longtemps et un certain nombre d'appareillages propres à assurer cette désaération ont été décrits dans la littérature.
Le problème est de faire sortir l'air du milieu poudreux dans lequel il est inclus.
En général, une densification efficace n'est obtenue que si l'on utilise une dépression atmosphérique pour réaliser une précondensation ainsi que l'élimination des gaz occlus - et ensuite une pression mécanique pour la condensation proprement dite.
On connaît un procédé pour accroître la densité de matières poudreuses par réduction de leur volume par l'emploi de dépression atmosphérique et de pression mécanique, à l'aide de surfaces filtrantes rotatives perméables aux gaz. La totalité de la surface filtrante rotative qui ne sert pas à la condensation mécanique ou qui n'est pas couverte de matière mécaniquement condensée est déplacée à travers la matière à condenser. De cette façon la matière condensée est transportée vers la zone de condensation mécanique, acheminée par l'espace ou ligne de pinçage entre deux cylindres de pression et c'est là que se produit la condensation finale.
On a déjà proposé de réaliser de tels dispositifs avec deux cylindres au lieu de quatre et, ainsi, de combiner sur les cylindres l'action de la dépression et celle de la pression mécanique. Dans tous ces appareillages, on s'est efforcé de réduire à un minimum les espaces morts, c'est-à-dire les espaces existant entre les cylindres et le coffrage entourant ceux-ci, afin de réduire sensiblement la dépense d'énergie nécessaire à la production.
Le rendement est donné par le nombre de rotations des cylindres, de l'espace entre les cylindres et de la production du vide.
On connaît à cet effet des dispositifs à vis sans fin de pressage, accouplées à un dispositif de succion. La dépression utilisée ne joue pas un rôle principal, car le résultat dépend de la pression mécanique de la vis sans fin.
Tous les appareils connus permettent indiscutablement d'obtenir une densification correcte des poudres.
Ils présentent cependant des inconvénients et des faiblesses inhérents à leur conception.
Une faiblesse réside dans une utilisation imparfaite de la dépression. En effet, dans de nombreux modèles d'appareils à désaérer, la poudre ne reste en contact avec le cylindre que sur une portion de sa paroi, alors que la dépression est faite sur l'ensemble de cette paroi, d'où perte d'énergie; de plus, la mise en dépression d'un ensemble mécanique tournant, pose des problèmes d'étanchéité délicats et des risques de fuite importants.
D'autre part, dans tous les appareils de densification connus, il existe un espace mort entre le cylindre et le bâti, dans lequel la poudre s'accumule sans être vraiment bien désaérée. Par contre, il se forme sur la surface même du cylindre une couche désaérée adhérant fortement et dont le renouvellement ne s'effectue que très mal puisqu'il n'existe pas de moyen de brassage à l'intérieur de l'appareil.
Les procédés connus ont bien d'autres inconvénients.
Il est apparu que la condensation du matériau n'est pas parfaite, car il y a tendance à se former des flocons ou des comprimés, ce qui est tout à fait désavantageux pour une dissolution ultérieure de cette matière.
Si la quantité du matériau à condenser est plus grande, les cylindres rotatifs doivent être dimensionnés en conséquence, si l'espace existant entre les cylindres est fixé d'avance. Pour travailler rationnellement, il faut de cette façon plusieurs appareillages d'une dimension différente.
Si la rotation des cylindres est plus grande, I'effet de la dépression sur la matière est plus petite, ce qui est désavantageux au point de vue compression finale.
Un autre inconvénient des appareils à densifier connus réside dans leur encombrement souvent important qui rend difficile leur installation dans un circuit existant.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La fig. 1 donne une vue de face du dispositif travaillant en position horizontale;
la fig. 2 est une coupe transversale selon la ligne
A-A de la fig. 1.
On dispose d'un cylindre constitué par deux parois concentriques 2, 4 et aussi largement perforées que possible, séparées par une surface filtrante 3 également cylindrique, non rotative, perméable aux gaz, mais retenant la matière poudreuse. L'ensemble de ce cylindre est luimême placé dans un cylindre 5 plein, concentrique, relié à une pompe à vide par l'orifice 6 permettant de faire la dépression dans l'espace annulaire 7. Dans le cylindre 4 tourne une vis sans fin 1 reliée à un organe moteur 8. Le cylindre 5 est muni à son entrée d'une trémie d'alimentation 9 et à sa sortie d'un orifice de départ 10 pour la poudre désaérée et condensée, qui sont reliés avec le cylindre concentrique 5.
L'herméticité partielle du cylindre est assurée du côté de l'orifice de sortie 10 par les bourrelets 1 1 qui se forment entre la vis transporteuse 1 et le cylindre intérieur 4.
Après avoir mis le cylindre 5 sous une certaine dépression et après la mise en marche de la vis sans fin 1, la matière poudreuse à condenser est continuellement introduite par la trémie d'alimentation 9.
Pendant le transport de la poudre à densifier, elle est soumise à une certaine dépression qui atteint son maximum vers le milieu du cylindre 4 et qui diminue partiellement du côté de l'orifice de sortie 10. Ces conditions sont très importantes pour pouvoir réaliser une densification de la poudre.
Sous l'influence de la dépression à l'intérieur du cylindre 4, la matière poudreuse est désaérée et, fait intéressant, augmente visiblement de volume.
Par l'orifice de départ 10 il y a un courant d'air atmosphérique qui se dirige vers l'intérieur du cylindre 4 et qui provoque une zone de dépression moins forte qu'au milieu dudit cylindre 4.
La poudre brassée et désaérée est transportée vers l'orifice de départ 10 et y forme des bourrelets 11. La surface filtrante est également couverte d'une couche de poudre, ce qui assure, d'une part, une certaine herméticité du cylindre 4 et ce qui maintient, d'autre part, la dépression à l'intérieur des cylindres 4 et 5.
Au moment où la matière désaérée s'approche de l'orifice de départ 10, elle entre dans une zone de pression atmosphérique et sous l'influence de cette pression atmosphérique il y a condensation de la matière désaérée de façon que la réduction en volume est effectuée, sans qu'il y ait une compression mécanique, soit par des cylindres rotatifs, soit par d'autres moyens mécaniques coûteux.
Les exemples ci-dessous donnent des résultats de condensation obtenus par le procédé décrit avec différentes poudres d'utilisation courante dans le domaine des produits antiparasitaires agricoles.
Le degré de densification AD o/o est calculé par la formule suivante:
EMI2.1
d1 étant la densité initiale de la poudre, tandis que df indique la densité de la poudre après densification.
Exemples:
Rotations
Produits de la vis en tours/minute Dépression en torr AD o/o
Ortho-Phaltan 10 320 66,3
15,5 320 65,5
21 300 66,6
21 420 67,5
21 450 61,5
21 500 68,4
21 520 70,0
Rotations
Produits de la vis en tours/minute Dépression en torr AD 0/o M-Spécial 21 200 48,0
21 300 53,0
21 500 55,0
70 110 33,4
70 145 49,6
70 190 54,3
80 200 53,2
200 200 39,6 Cuprofix 21 300 59,7
21 400 61,5
21 500 61,0
Les valeurs figurant dans ce tableau ne sont données qu'à titre indicatif,
la vitesse de rotation de la vis sans fin et l'intensité du vide pouvant varier dans de très larges limites en fonction de la densification et du débit désiré.
Ces résultats montrent qu'il existe une relation entre la dépression et la vitesse de rotation de la vis sans fin de transport. Plus la vitesse de rotation est petite et plus la dépression est grande, plus grande est la densification de la matière poudreuse.
C'est avec une faible vitesse de rotation de la vis sans fin et une dépression moyenne, que la réduction de volume d'une matière poudreuse est maximale.
Les avantages de ce procédé et les qualités de l'appareil sont les suivants: - prix de revient très faible; - utilisation optimale du vide; - désaération uniforme de la poudre par suite du bras
sage continu qu'exerce sur elle l'action de la vis sans
fin; grande facilité de pose de ce dispositif dans une ins
tallation déjà existante, puisque toute canalisation
peut être remplacée par un tel moyen de désaéra
tion; - possibilité d'utilisation de ce dispositif comme appa
reil à conditionner. Il suffit pour cela d'installer sous
l'orifice de sortie le récipient destiné à recevoir le
produit désaéré.
En particulier, I'appareil peut être couplé avec un dispositif automatique de dosage, soit volumétrique, soit pondéral, stoppant à la fois le moteur 8 et le vide, pendant le temps nécessaire au remplacement du récipient plein par un autre récipient vide à remplir.
La position du moyen rotatif de transport étant sans influence sur la densification, il est possible de placer le moyen transporteur en position verticale.
REVENDICATION I
Procédé continu pour densifier une poudre, caractérisé par le fait que l'on crée une dépression le long d'une surface filtrante, perméable aux gaz, cylindrique et immobile, et qu'un moyen de transport rotatif déplace la poudre le long de ladite paroi.
SOUS-REVENDICATIONS
1. Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait que la dépression dans un cylindre (2, 4) est maintenue par la formation de bourrelets (11) à l'orifice de départ (10) d'une part et, d'autre part, la formation d'une couche poudreuse à la surface filtrante intérieure (3).
2. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé par le fait que la dépression mlm- male est de 100 torr et la maximale de 500 torr et que la vitesse de la rotation du moyen de transport est au minimum de 10 et au maximum de 200 tours à la minute.
3. Procédé selon la revendication I et les sousrevendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la dépression maintenue dans ledit cylindre (2, 4) est plus petite que celle dans un cylindre concentrique (5).
REVENDICATION II
Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I et les sous-revendications 1 à 3, composé d'un moyen de transport rotatif réglable (1), qui tourne dans un premier cylindre constitué par deux parois concentriques (2, 4) et largement perforées, séparées par une surface filtrante également cylindrique (3), perméable aux gaz, le tout placé dans un second cylindre plein (5), concentrique, relié à une pompe à vide, caractérisé par le fait que la longueur du moyen de transport rotatif (1) dépasse largement l'orifice de sortie (10) et que l'espace entre ledit premier cylindre (2, 4) et le moyen de transport rotatif (1) est au maximum de 4 0/o du diamètre du moyen de transport rotatif.
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