VIELVOYE, Christophe (Rue Heid des chênes 72, FLERON, B-4620, BE)
PIRARD, Regnier (Rue de la lisière 12, OUGREE, B-4102, BE)
VIELVOYE, Christophe (Rue Heid des chênes 72, FLERON, B-4620, BE)
| REVENDICATIONS 1. Plaque de grille (1 ) pour le transport et le refroidissement de matières très chaudes sortant d'un four, ladite plaque comportant des cavités (2) de forme rectangulaire, la plus grande dimension étant perpendiculaire à la direction d'avancement de la matière, la section de ces cavités (2) étant triangulaire avec un fond en forme d'ailette (3) se terminant par une extrémité remontante (4) avec une pente inverse, la pente (a) des cavités (2) étant comprise entre 10 et 45°, de préférence entre 20 et 30° par rapport à l'horizontale, et la pente inverse (β) de l'extrémité remontante étant d'un angle égal ou inférieur jusqu'à 6° à l'angle (a) de la pente des cavités (2). 2. Plaque de grille (1) selon la revendication 1 présentant dans le fond de chaque cavité (2) une ou plusieurs fentes d'injection d'air de refroidissement (5) débouchant dans la partie la plus basse de chacune des cavités, ces fentes étant orientées de manière à injecter l'air parallèlement au fond des cavités, ces fentes (5) étant réalisées par le biais d'une surépaisseur de matière disposée sur la surface inférieure des éléments constitutifs de la plaque de grille de manière à rétrécir localement l'espace situé entre deux ailettes (3) successives. 3. Plaque de grille (1) selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'extrémité remontante (4) de l'ailette (3) a une longueur d'au moins 20 mm. 4. Plaque de grille (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque de grille comporte également sur la face frontale une ou plusieurs fentes d'injection d'air (6). 5. Plaque de grille (1) selon la revendication (4), caractérisée en ce que les fentes de la face frontale de la plaque de grille ont la même longueur que les fentes débouchant en fond de cavités (2). 6. Plaque de grille (1) selon la revendication (4), caractérisée en ce que les fentes de la face frontale de la plaque de grille sont agencées à une distance comprise entre 5 et 40 millimètres du plan de la face supérieure de la plaque de grille (1 ). 7. Refroidisseur à grille comportant une plaque de grille selon l'une quelconque des revendications précédentes. |
Objet de l'invention
[0001 ] La présente invention se rapporte à un élément constitutif d'un refroidisseu r à grille et plus particu lièrement d ' une plaque de grille destinée à transporter et à refroidi r efficacement et économiquement une matière en vrac sortant d 'un four à une température élevée.
Etat de la technique
[0002] Le refroidisseu r à gri lle est u n équi pement bien con n u par exemple pour le refroidissement du clinker de ciment après la cuisson. Les fonctions pri nci pa les de cet équi pement couvrent le refroidissement, la récu pération calorifique et le transport du clinker. Le refroidisseur comporte généralement un lit de grilles superposées avec un angle par rapport à l'horizontale.
[0003] Le document EP0120227 (Orren) explique les fondements de la technologie de refroidissement pa r u n système de gri lles osci lla ntes qu i font progresser la matière. Mais ce document ne prévoit aucun système pour combattre l'usure excessive des plaques et ne divulgue aucun détail de construction permettant d'assu rer un refroidissement efficace des plaques pou r li miter leu r usu re. La conception divulguée dans ce document prévoit uniquement un certain nombre d'orifices devant permettre l'injection de l'air.
[0004] Le document US4600380 (von Wedel) décrit une plaque de grille en forme de caisson percé de très fines fentes au travers desquelles est injecté l'air de refroidissement. Ce document propose d'injecter l'air selon un angle précis et prévoit de profiler des fentes de manière courbe, de telle sorte que la matière à refroidi r ne puisse pas s'écouler au travers des fentes j usqu'à éventuellement les boucher, en cas d'interruption imprévue de l'injection d'air de refroidissement. L'orifice de ces fentes est rétréci sur toute la longueur de la fente, ce qui provoque une perte de charge importante. Par ailleurs, aucune poche de rétention n'est prévue et la matière chaude est en contact direct avec toute la surface du caisson, ce qui entraîne généralement une usure prématurée.
[0005] Le document US5282741 (Massaro) divulgue une plaque de grille comportant des poches dans la partie soumise au flux de matière à refroidir. Les poches à fond plat comportent également des fentes latérales pour réaliser une injection d'air, mais l'orientation des poches est parallèle au flux de matière, ce qui ne permet pas d'influer efficacement sur le débit.
[0006] Le document US5575642 (Willis) propose une plaque de grille munie de plusieurs poches dont les fonds sont plats, l'air de refroidissement étant injecté au travers des faces latérales des poches. Comme il est nécessaire de prévoir des chenaux pour amener l'air jusqu'à ces orifices d'injection, la surface soumise au contact de la matière chaude à refroidir reste importante.
[0007] Le document EP1060356 (Pirard) divulgue une plaque de grille comportant des poches d'une forme particulière avec un fond incliné et des canaux de passage d'air de refroidissement dans une configuration particulière. Ces poches n'ont pas une section triangulaire et présentent u n rebord au niveau du raccordement avec la surface de la grille. La plaque de grille divulguée par ce document ne présente pas non plus d'extrémité remontante avec une pente inverse à celle de la poche.
[0008] Le document DE 195 37 904 A1 divulgue une plaque de grille sans poches. La présence de poches est cependant nécessaire au refroidissement de la grille car la matière piégée dans les poches, et déjà refroidie, protège la grille contre la surchauffe. Les angles précisés dans ce document concernent les canaux d'injection de gaz de refroidissement à la surface de la grille. Ces angles n'ont pas de rapport avec une quelconque extrémité remontante avec pente inverse.
Buts de l'invention
[0009] La plaque de grille selon la présente invention tente de surmonter les inconvénients des plaques de grille de l'état de la technique. L'invention vise plus particulièrement une plaque de grille d'une conception particulièrement performante permettant une vitesse de progression régulière du lit de matière associée à un refroidissement efficace grâce à une injection d'air de refroidissement performante dans le système supportant le lit de matière, permettant ainsi une maîtrise de l'usure inévitable de ces supports.
Résumé de l'invention
[0010] La présente invention divulgue une plaque de grille pour le transport et le refroidissement de matières très chaudes sortant d ' un four, ladite plaque comportant des cavités de forme rectangulaire, la plus grande dimension étant perpendiculaire à la direction d'avancement de la matière, la section de ces cavités étant triangulaire avec un fond en forme d 'ailette se terminant par une extrémité remontante avec une pente inverse, la pente des cavités étant comprise entre 10 et 45° , de préférence entre 20 et 30° par rapport à l'horizontale, et la pente inverse (β) de l'extrémité remontante étant d'un angle égal ou inférieur jusqu'à 6° à l'angle (a) de la pente des cavités.
[001 1 ] Selon des modes d'exécution particuliers de l'invention, celle-ci com porte au moi ns une ou une combinaison appropriée des caractéristiques suivantes :
le fond de chaque cavité présente une ou plusieurs fentes d'injection d'air de refroidissement débouchant dans la partie la plus basse de chacune des cavités, ces fentes étant orientées de manière à injecter l'air parallèlement au fond des cavités, ces fentes étant réalisées par le biais d'une surépaisseur de matière disposée sur la surface inférieure des éléments constitutifs de la plaque de grille de manière à rétrécir localement l'espace situé entre deux ailettes successives ;
l'extrémité remontante de l'ailette a une longueur d'au moins 20 mm ;
la plaque de grille comporte également sur la face frontale une ou plusieurs fentes d'injection d'air ;
les fentes de la face frontale de la plaque de grille ont la même longueur que les fentes débouchant en fond de cavités ;
les fentes de la face frontale de la plaque de grille sont agencées à une distance comprise entre 5 et 40 millimètres du plan de la face supérieure de la plaque de grille.
[0012] La présente invention divulgue également un refroidisseur à grille comportant une plaque de grille selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes.
Brève description des figures
[0013] La figure 1 représente une vue en trois dimensions de la plaque de grille selon l'invention.
[0014] La figure 2 représente un assemblage de plaques de grille d'une chaîne de transport.
[0015] La figure 3 représente une vue en coupe de la plaque de grille selon l'invention.
[0016] La figure 4 représente en détail une vue en coupe de la plaque de grille selon l'invention avec les angles alpha et béta. [0017] La figure 5 représente une vue en coupe de plusieurs plaques de grille disposées sur une chaîne de transport d'un refroidisseur de grille.
[0018] Légende
1 . Plaque de grille
2. Cavité
3. Ailette
4. Extrémité remontante
5. Fentes d'injection d'air de refroidissement dans la cavité
6. Fentes d'injection d'air de refroidissement sur la face frontale de la plaque de grille
Description détaillée de l'invention
[0019] La présente invention concerne un élément constitutif d'un système de refroidissement destiné à refroidir efficacement et économiquement une matière en vrac se trouvant au départ à une température élevée, généralement supérieure à 1000 ° C. Un tel système de refroidissement prévoit de faire progresser un lit de matière très chaude à une vitesse régulière sur des plaques de grille aérées tout en insufflant de l'air froid destiné à refroidir cette matière.
[0020] Les paramètres qui doivent être rigoureusement maîtrisés sont les suivants :
vitesse de progression du lit de matière à refroidir ;
efficacité du refroidissement ;
régularité de l'injection d'air de refroidissement ;
- refroidissement du système supportant le lit de matière ;
maîtrise de l'usure des éléments ;
meilleure protection du châssis et du mécanisme du système contre les agressions possibles provenant de la matière à refroidir. [0021 ] La conception étudiée et le design de ces éléments supports, appelés plaques de grille sont de première importance.
[0022] Dans la présente invention , i l est proposé de maîtriser de manière particulièrement efficace la progression du lit de matière à refroidir par l'utilisation de plusieurs poches ou cavités (2) dont le fond en forme d'ailette (3) est incliné selon une pente montante dans le sens de la progression de la matière à refroidir, la section de la cavité (2) étant globalement un triangle, ce qui signifie que chaque cavité (2) présente une intersection selon une ligne droite avec le plan de la grille et donc une transition douce dans le sens de l'avancement de la matière. Il n'y a aucun rebord, aucune nervure, barrette ou quelque autre obstacle tendant à ralentir la progression de la matière. Ce design permet une progression efficace et régulière de la matière à refroidir.
[0023] Le choix du nombre de cavités et de l'angle de pente du fond des poches est conditionné par le débit souhaité.
[0024] L'air de refroidissement est injecté au travers de l'espace compris entre deux ailettes successives dans le fond des cavités, cet espace étant rétréci localement juste avant de déboucher dans le fond de chaque cavité grâce à une surépaisseur de matière concentrée exclusivement sur la face inférieure de l'ailette supérieure et de manière à ce que l'air soit injecté par une ou plusieurs fentes. Cette réduction de section est réalisée sur une portion très limitée du passage, de manière à réduire la perte de charge. Lorsqu'il débouche dans la cavité, le passage a l'aspect d'une fente de 2 à 10 millimètres de largeur et de 20 à 280 millimètres de longueur.
[0025] En service, pour des raisons diverses, l'alimentation en air de refroidissement peut se trouver brusquement interrompue de manière accidentelle. I l faut éviter à ce moment que la matière à refroidir se trouvant sur la grille et remplissant les cavités ne tende à s'écou ler par gravité au travers des fentes d'injection d'air, ce qui aurait pour effet soit de remplir la partie inférieure de la grille et compromettrait le redémarrage de l'injection d'air, soit d'entrer en contact avec le châssis et le mécanisme de l'équipement, ce qui aurait pour effet de les endommager. A cette fin, l'extrémité inférieure de chaque ailette formant fond de cavité est inclinée de manière telle qu'elle forme avec l'horizontale un angle β égal ou inférieur de 6° maximum à celui a du fond de la cavité mais avec une pente inverse, c'est-à-dire descendante dans le sens de la progression de la matière à refroidi r. Cette portion avec pente inverse doit avoir une longueu r minimale suffisante pour interrompre efficacement le flux éventuel de matière au travers du passage d'injection d'air. Cette longueur est généralement supérieure à 1 5 mm, de préférence supérieure à 20 mm.
[0026] Dans le but de limiter la vitesse d'usure des grilles, il faut non seulement refroidir la matière, mais également les grilles elles-mêmes lorsqu'elles sont en service. A cette fin, il est prévu d'injecter l'air dans le fond des cavités de la grille, en respectant un débit et une vitesse suffisants, mais également selon un flux dont la direction est parallèle au fond des cavités, de telle sorte que la paroi constitutive du fond de la cavité soit efficacement balayée par l'air et refroidie. [0027] La durée de vie de la plaque de grille est déterminée par le fait que, au-delà d'une certaine usure se traduisant par une diminution de l'épaisseur des éléments et parois constitutifs de la grille soumise aux phénomènes d'oxydation et d'abrasion d us au passage d e la m atière à refroidi r, la g ri lle ne rem p lit plus correctement sa fonction et doit être démontée, ce qui nécessite l'arrêt complet de l'installation, ce qui est extrêmement pénalisant puisqu'il suppose de laisser le temps à l'installation complète de refroidir suffisamment pour permettre une intervention. Pour atteindre cet objectif, il faut combattre le phénomène d'abrasion en limitant strictement les surfaces de la plaque de grille qui sont directement exposées à la matière chaude et combattre le phénomène d'oxydation en faisant en sorte que ces surfaces soient efficacement refroidies.
Next Patent: DRIVE UNIT OF AN ELECTRIC VEHICLE