LU84462A1 - Dispositif d'introduction de quantites dosees de matieres pulverulentes dans un fluide de propulsion pneumatique et application a l'injection de combustibles solides dans un four a cuve - Google Patents

Description

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La présente invention concerne un dispositif d'introduction de quantités dosées de matières pulvérulentes dans un fluidede propulsion pneumatique et, à titre d'application préférentielle ,l'injection de combustibles solides dans un 5 four à cuve.

* La demande de brevet européen No 0043606 décrit une installation de transport pneumatique de matières pulvérulentes * et, plus particulièrement, de la poudre de charbon ou de la lignite en vue de l'injection dans un four à cuve. La forma- 10 tion du courant pneumatique, c.à.d. l'introduction des particules pulvérulentes dans un courant d'air sous pression pour la propulsion de ces particules pulvérulentes est effectuée au moyen d'un sas à rotor alvéolaire , connu en soi. Il s'agit, en occurrence, d'un dispositif constitué essentielle-15 ment d'un rotor cylindrique pourvu sur sa périphérie d'un certain nombre de pallettes définissant un nombre correspondant d'alvéoles. Ce rotor tourne de manière étanche à l’intérieur d'un boîtier et la matière alimentée par le dessus est entraînée par les alvéoles vers le bas dans un courant 20 d'air sous pression servant de fluicfede propulsion. Cet air de propulsion entraîne les matières au fur et à mesure qu'elle est débitée par les alvéoles.

Dans ce genre de doseur se pose le problème de la fuite des particules très fines de la matière pulvérulente 25 le long de l'axe du rotor et des paliers dans lequel celui-ci tourne. En effet, ces particules extrêmement fines ont tendance à voyager partout et à être entraînées, pai^Suite ' r de la rotation, dans l'interstice circulaire subsistant entre i l'axe du rotor et la surface intérieuxedu palier. Cet inter- : 30 stice, si petit soit il, ne peut pas être éliminé pour éviter ? le frottement. En outre, la différence de pression existant entre l'atmoqfaère à l'extérieur du sas et la pression du fluide de propulsion agrave ce risque de fuite des particules à J travers des paliers.

î ï ; 35 Indépendamment du risque d'usure prématurée à cause 1 du grippage occasionné par les particules pulvérulentes, une jj fuite de celles-ci réduit les moyens de contrôle du dosage.

Le but de la présente invention est de prévoir un * « -2- % nouveau dispositif d'introduction de quantités dosées de matières pulvérulentes dans un fluicfe de propulsion pneumatique qui ne présente pas les inconvénients décrits ci-dessus.

A cet effet, le dispositif proposé par l'invention est 5 essentiellement caractérisé par un boîtier traversé,au moins en partie, axialement par un fluide sous pression et comprenant une ouverture latérale en communication avec un réservoir de matières pulvérulentes, dans lequel règne une pression supérieure à celle du fluide de propulsion, ce boîtier ren-10 fermant deux douilles coaxiales dont celle qui se trouve à l'intérieur est pourvue d'un alésage axial pour le passage du fluidede propulsion et dont l'une, au moins, est mobile autour de son axe longitudinal et est reliée, à cet effet, à un dispositif d'entraînement approprié, chacune des douilles 15 étant pourvue d'une fente au niveau de l'ouverture latérale du boîtier de façon que ces fentes puissent plus ou moins chevaucher ou se masquer mutuellement par rotation de la douille mobile et définir ainsi un passage plus ou moins grand entre le réservoir des matières pulvérulentes et le 20 fluidede propulsion traversant la douille intérieure.

Dans um premier mode de réalisation, la douille intérieure est rotative, tandis que la douille extérieure est solidaire du boîtier fixe,alors que dans un deuxième mode de réalisation la douille intérieure est fixe ét la douille 25 extérieure est mobile. Ce dernier mode de réalisation a l'avantage, par rapport au premier, de réduire les risques * de formation d'un pont au niveau de l'ouverture latérale.

Les fentes dans les deux douilles sont soit de forme identiques, soit de forme complémentaires.

30 D'autres particularités de l'invention ressortiront de la description détaillée de deux modes de réalisation, présentée ci-dessous, à titre d'exemple, en référence aux dessins dans lesquels î

La Figure 1 montre une coupe axiale à travers un 35 premier mode de réalisation»

La Figure 2 montre une coupe axiale à travers un H deuxième mode de réalisation; -|r Les Figures 3a à 3d montrent des coupes axiales à -3- ! , * t travers les deux douilles dans différentes positions angulaires de la douille mobile et les Figures 4,5,6 et 7 montrent différentes variantes de forme des fentes dans les douilles dont les Figures a,b et 5 c illustrent les différentes positions.

Le dispositif de dosage représenté à la Figure 1 est constitué d'un boîtier cylindrique 10 dont les deux bases sont fermées respectivement par une bride de fixation 12 et une plaque frontale 14. A l'intérieur du boîtier 10 se trouvent 10 deux douilles coaxiales 16 et 18. Dans le mode de réalisation représenté, la douille 18 est fixe et solidaire de la plaque frontale 14, alors que la douille 16 peut tourner autour de l'axe longitudinale O comme décrit, plus en détail, par la suite. La douille intérieure 16 comporte un alésage axial 20 15 communiquant avec une conduite de transport pneumatique 22.

Le boîtier 10 comporte deux tubulures latérales 24 et26, la tubulure 24 communiquant avec un réservoir de matières pulvérulentes, tandis que la tubulure 26 est embranchée sur une source d'air sous pression pour entraîner la matière 20 pulvérulente à travers la conduite 22.

La tubulure 26 communique à travers une chambre annulaire 28 directement avec U alésage:axial 20 de la douille intérieure 16. Les deux douilles 16 et 18 comportent chacune, au niveau de la tubulure 24 d'admission de la matière pulvé-25 rulente une fente latérale 30 respectivement 32, qui, suivant la position angulaire de la douille mobile 16 définissent un passage plus ou moins grand entre cette tubulure 24 et l’alésage axial 20. Les Figures 3a à 3d qui représentent des coupes transversales au niveau des fentes 30 et 32 montrent 30 différentes positions angulaires de la douille mobile intérieure 16. Dans la position selon la Figure 3a la douille 16 est tournée de façon que les fentes 30 et 32 soient parfaitement alignées l'une sur l'autre définissant ainsi un passage à ouverture maximale entre la tubulure 24 et l'alésage 20. Partant de la position selon la Figure 3a, une.rotation de * la douille 16 réduit progressivement la section de l'ouver-ture entre la tubulure 24 et l'alésage 20, comme le montrent les ELgures 3b et 3c,cette dernière correspondant à l'ouver- -4- « ture minimale. La Figure 3d montre la fermeture complète du dispositif.

En vue de la rotation de la douille mobile 16 il est prévu un arbre d'entraînement 34 disposé dans le prolonge-5 ment de la douille 16 du côté opposé à la conduite d'évacuation 22. Cet arbre 34 est logé dans le boîtier 10 par l'intermédiaire d'un roulement 36 et d'une bague d'étanchéité .38 évitant les fuites de l'air comprimé. Cet arbre d'entraînement 34 est rendu solidaire en rotation de la douille mobile 10 16, par exemple au moyen de deux griffes 40 diamétralement opposées et pénétrant dans des rainures frontales correspondantes de la douille 16.

Cet arbre d'entraînement 34 est relié par une pièce intermêdaire 42 à un moteur électrique pas à pas. Dans un 15 prototype on a utilisé un moteur provoquant une rotation de 0,36° par impulsion électrique à une vitesse de 1 à 2 tours par minute.

Le fonctionnement du dispositif ressort clairement de sa description. L'air sous pression traverse, en prove-20 nance de la tubulure 26, la chambre anulaire 28^ l'alésage interne 20 en direction de la conduite pneumatique 22, en entraînant au passage la matière pulvérulente introduite à travers l'ouverture calibrée définie par les fentes 30 et 32 sous l'action d'une différence de pression existant entre 25 le réservoir de matière pulvérulente non montré et la pression de l'air dans l'aLésage 20.

Comparé au rotor alvéolaire, le progrès réalisé par le dispositif selon l'invention consiste essentiellement dans le fait que très peu de pièces sont en mouvement. Alors • 30 que dans les rotors à sas alvéolaire le changement de débit est effectué par modification de la vitesse de rotation du sas, une modification du débit dans le dispsositif proposé est réalisable moyennant une légère modification de la position angulaire de la douille mobile.Il importe même • î 35 de souligner, qu'à débit constant, aucune pièce n'est en mouvement.

U Le fait qu'il n'y ait que très peu ou pas de pièces -=ir mécaniques en mouvement réduit, bien entendu, les risques k -5- \ • « de fuite des particules des matières pulvérulentes ainsi que le grippage de ces pièces. Si# malgré tout, des particules pouvaient s'échapper entre les deux douilles 16 et 18 en direction de la chambre anulaire 28 ces particules 5 seraient reprises par le courant d'air sous pression en provenance de la tubulure 26 et entraînées, à nouveau, en direction de la conduite d'évacuation pneumatique 22.

^ Dans le mode de réalisation de la Figure 2 on a utilisé les mêmes chiffres de références pour désigner les 10 mêmes éléments que ceux du mode de réalisation de la Figure 1 et les mêmes chiffres de références affectés de l'indice ' pour désigner des éléments analogues remplissant les mêmes fonctions.

La différence essentielle entre les deux modes de 15 réalisation est que dans le dispositif selon la Figure 2 la douille intérieure 16' est fixe et solidaire de la plaque frontale 14 alors que la douille extérieure 18' est mobile et reliée à cet effet à l'arbre d'entraînement 34 de la même manière que dans le mode de réalisation de la Figure 1.

20 Les deux fentes 30' et 32' prévues dans les douilles 16' et 18' définissent également la section du passage pour la matière pulvérulente.

Si le fonctionnement du dispositif selon la Figure 2 est absolument identique à celui du dispositif de la Figure 1, 25 il peut# néanmoins présenter un certain avantage du fait que c'est la douille extérieure qui est mobile au lieu de la douille intérieure. En effet# la matière pulvérulente étant amenée sous pression à travers la tubulure 24 pourrait avoir tendance à former un pont autour de la fente 32 ou 32' de la 30 douille 18 ou 18' et si c'est cette douille 18' qui est mobile le risque de formation d'un tel pont est, bien entendu# considérablement réduit.

Les Figures 4,5, 6 et 7 montrent différents fornes de sentes dans différentes positions telles que vues à 35 travers l'ouverture 24 et développées en plan. Dans le cas des Figures 4 il s'agit de simples fentes allongées 30 et 32 qui dans la ‘position selon la Figure 4a ne chevauchent que Λ très faiblement, définissant ainsi une section circulaire -6- minimale de passage de la matière. Une rotation de la douille mobile augmente la section de l'ouverture comme le montre la Figure 4b, la section de cette ouverture devenant maximale dans la position de la Figure 4c où les deux fentes 5 30 et 32 sont en position d'alignement.

Pour les Figures 5,6 et 7 on a repris des positions correspondantes aux positions des Figures 4a,4b et 4c avec, 'toutefois, des variantes de formes des fentes. Les fentes de la série des Figures 5 sont plus larges que celles des 10 séries des Figures 4 ce qui permet un débit plus élevé.

Les formes particulières des séries des Figures 6 et 7 présentent la particularité que la modification de la section de l'ouverture se fait aussi bien en longueur qu'en largeur. Ceci présente l'avantage que la variation de la section est 15 plus rapide ou que la douille mobile tourne moins pour une même modification. La modification de la section en largeur peut également contribuer à une réduction du risque de formation de pont.

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Claims (6)

1,- Dispositif d'introduction de quantités dosées de matières pulvérulentes dans un fluide de propulsion pneumatique, caractérisé par un boîtier (10) traversé, au moins en partie, axialement par un fluide sous pression comprenant 5 une ouverture latérale (24) en communication avec un réservoir de matières pulvérulentes, dans lequel règne une pression supérieure à celle du fluide de propulsion, ce boîtier (10) renfermant deux douilles coaxiales (16,18 )(16',18') dont celle qui se trouve à l'intérieur est pourvue d’un alésage axial 10 (20) pour le passage du fluide de propulsion et dont l'une, au moins, est mobile autour de son axe longitudinale 0 et est s reliée, à cet effet, à un dispositif d'entraînement approprié, i chacune des douilles (16,18)(16',18') étant pourvue d'une fente j (30,32)(30',32') au niveau de l'ouverture latérale (24) du ^ 15 boîtier (10) de façon que ces fentes puissent plus ou moins i chevaucher ou se masquer mutuellement par rotation de la ! douille mobile (16,18') et définir ainsi un passage plus ou moins grand entre le réservoir de matières pulvérulentes et le fluide de propulsion traversant la douille intérieure (16,16') 20 2,- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la douille intérieure (16) est rotative, tandis que la douille extérieure est solidaire du boîtier fixe.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la douille intérieure (16') est fixe et solidaire 25 du boîtier (10) et la douille extérieure (18') mobile.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la douille mobile (16,18') est reliée par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement rotatif à un moteur électrique pas à pas. 30 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications t 1 à 4, caractérisé en ce que les fentes (30,32) (30' ,32 ' ) ont une forme allongée à bord arrondi.

6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les fentes (30,32) (30',32') ont Λ 1 R nnp -Ροττπα λ 11 ηηιτρρ rinnt- 1a« ΙιητΉκ an i nhpvanahpnt cnnt on * K -8- forme de pointe.

7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérise en ce que les fentes (30,32)(30',321)ont une forme triangulaire.

8. Application d'un dispositif d'introduction de . quantités dosées de matières pulvérulentes dans un fluide de propulsion pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans une installation d'injection de combustibles solides dans un four à cuve. / j y î - \ : I. i . ‘ f · ; ».· f i . : - • - *