Brevet FR2007806A1 — publié le 19700109

La présente invention concerne de façon, générale un appareil de pastillage et se rapporte plus spécialement à un appareil pour pastiller des matières sous forme de particules finement divisées telles que la cendre volante, la chaux, le minerai 5 de fer, des aliments, des pigments, et des matières analogues. Divers types d'appareils ont été utilisés autrefois pour pastille des matières. Ces derniers ont été essentiellement des types à extrudeuse, à cuve et à tambour. Dans le type à extrudeuse, la matière est extrudée à traders une filière, la 10 matière extrudée étant découpée par un moyen approprié à la"longueur de pastille désirée. Suivant l'appareil utilisé, la matière avaîice à travers la filière soit au moyen d'une vis d'extru-sion, soit par la rotation d'un, rouleau par rapport à une filière annulaire. Les types à cuve et à tambour utilisent une 15 cuve ou tambour rotatif qui forme des pastilles à partir de la matière lâche. • ' Dans les machines à pastilles du type à filière, un problème majeur est posé par le frottement qui se produit pendant le passage de la matière sous pression à travers la filière de 20 pastillage. Ce frottement, en particulier avec des matières a-brasives, provoque une usure très rapide de la filière et.de la vis d'alimentation et exige en outre une importante entrée d'énergie. Par suite, les dépenses d'entretien sont extrêmement élevées et un arrêt périodique est nécessaire pour remplacer les 25 parties usées. En outre, les pastilles fabriquées dans les machines du type à filière ont tendance à être mises sous la-forme pulsee de couches plutôt qu'àêbre homogènes, en raison de la nature/de l'entrée de la matière dans les cavités de la filière-; ' -Dans les machines du type à cuve et à tambour, par 30 suite"de la nature -de l'opération, l'uniformité de la teneur en humidité et de la dimension des pastilles est difficile à régler et le produit a tendance g&e stratifiér plutôt qu'à être homogène. Dans la présente invention, il est prévu un appareil d'une construction relativement simple qui permet un pastillage 35 de matière d'une façon réglée économique. En bref, la présente invention comprend deux rouleaux de pastillage associés, montés sur des axes parallèles horizontaux, les surfaces cylindriques de chacun des rouleaux étant d'une matière élastique et ayant des rainures continues uniformément espacées découpées dans leur 4 0 périphérie. Les rouleaux sont disposés de façon que les plats > 14141 2007806 • 2 - ou portées de chaque rouleau s'étendent dâns les rainures du rouleau opposé et un "moyen "est" pïëvu'pour faire tourner les rouleaux afin d'établir un mouvémerft de "descente des parties entremêlées des portées. Une trémie est prévue au-5 dessus des rouleaux pour diriger uniformément un écoulement de matière sous l'action de la pesanteur dans la zone de serrage des rouleaux, après quoi la matière passant entre les rouleaux à prise mutuelle déforme les parties adjacentes des rouleaux et est tassée uniformément sous la forme de rubans 10 par la force de compression des parties élastiques déformées. Lorsqu'ils sont évacues"des rouleaux, les rubans"sont brisés sous la forme de" pastilles séparées par le retour élastique des parties déformées des rouleaux"élastiques. La dimension et la forme des pastilles peuvent être réglées avec précision 15 . par un choix approprié de'la d'imens i on•de s r oui e aux et de la dimension et de la formé" des portées et des rainures, de l'espacement des rouleaux," de* 1'élasticité et" de l'épaisseur des surfaces des rouleaux élastiques èt de la vitesse à laquelle les rouleaux sont mis' en rotation. En raison de la nature 20 élastique des surfaces des rouleaux venant en contact avec la matière et par suite "dë l'absence d'écoulement appréciable de matière par rapport aux suïfâces des rouleaux, l'usure par frottement est pratiquement elimiïiée et la consommation d'énergie contrairement aux machine1 s de pastillage antérieures, 25 est par conséquent "fortement réduite. L'application de pression uniforme à la matière aésure en'.'outre un-caractère homogène des pastilles. i - • " - En raison de ce qui précédé, 'il peut être-évident que la présente invention se propose de fournir un- appareil de 30 pastillage : "" ' : " " v '- ^ ' '-r " - d'une construction nouvelle"qui exige une entrée d'énergie extrêmement faible contrairement -aux machines de pastillage classiques; ' ~ ' ' - qui peut être construit économiquement -et • qui exige 35 peu d'entretien en raison de l'absence d'usure importante par frottement des éléments de pâstiliage;""' - qui fonctionne efficacement' pour réaliser une opération de pastillage réglée; " - destiné à fabriquer des pastilles ayant une structure 40 granulaire homogène ; 69 14-141 5007806 3 - qui évacue les pastilles sur une zone transversale en permettant ainsi un chargement des pastilles réparti uniformément sur un transporteur de traitement sans les manipuler afin de réduire au minimum la formation de fines, c, D'autres avantages et caractéristiques de 1?invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention. 10 - ' Sur ces dessins : la figure 1 est une vue en élévation de cTS-ëéd'un appareil de pastillage suivant la présente invention, des parties étant en arrachement pour montrer des détails de construction; la figure 2 est une vue en élévation en bout suivant la 15 ligne 2-2 de la figure 1, en partie en arrachement et en coupe pour montrer des détails internes de l'appareil; la figure 3 est une vue en perspective à plus grande échelle montrant un des doigts de nettoyage utilisés dans l'appareil des figures 1 et 2 pour dégager les rainures des 20 rouleaux de pastillage; ' la figure'4 est une vue en élévation partielle à plus grande échelle montrant 1 *entremêlement des portées des rouleaux de pastillage; la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne 25 5-5 de la figure^4} la figure 6 est une vue en élévation partielle à plus grande échelle des rouleaux de pastillage en partie en arrachement et en coupe montrant la déformation des rouleaux pendant l'opération de pastillage et la façon dans laquelle 30 les pastilles sont formées séparément par l'élasticité des parties élastiques des rouleaux; la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 6; la figure 8 est une vue en perspective montrant une 35 pastille formée par l'appareil des figures 1 à 7; la figure 9 est une vue analogue à celle de la figure 4, montrant .une variante de l'appareil de pastillage dans laquelle les portées des rouleaux comprennent des dents espacées; la figure 10 est une vue en perspective en coupe 40 partielle montrant les portées dentées de la forme de réalisa- 69 14141 2007806 tion modifiée de la figure 9» la figure 11 est une vue en perspective montrant le type de pastille formé par les portées dentées des rouleaux de la forme de réalisation des figures 9 et 10; 5 la figure 12 est une vue en coupe partielle montrant les portées entremêlées d'une autre forme de réalisation de l'invention dans leur- état de repos; la figure 13 est une vue comme dans la figure 12, montrant la déformation des rouleaux pendant une opération de pas-10 tillage et la figure 14 est une vue en perspective montrant le type de pastille formé par les rouleaux modifiés représentés sur les figures 12 et 13. En se référant aux dessins et en particulier aux figures 15 1 et 2, une machine à former des pastilles ou de pastillage indiquée de façom générale par la référence 12 est représentée et comprend un bâti sensiblement rectangulaire 14 sur lequel deux rouleaux de pastillage 16. et 18 sont montés pour tourner dans une position parallèle horizontale. Comme représenté plus 20 clairement sur la figure 2", les côtés du bâti 14 comprennent des cornières 20 présentant des rebords 22 dirigés vers l'extérieur auxquels sont fixés des paliers-supports 24 dans lesquels tourillonnent les arbres des rouleaux de pastillage. Les paliers-supports sont fixés aux rebords 22 par des boulons 26- passant à 25 travers des fentes longitudinales formées dans les rebords. Le /dispositions des pajfciers-supports dans le sens longitudinal des rebords 22 peut être obtenu au moyen des vis de réglage 28 vissées dans des bossages 30 fixés à la surface supérieure des rebords 22. Des écrous de blocage 32 vissés sur les vis de régla-30 ge 28 servent à bloquer ces dernières dans la position désirée. Les rouleaux de pastillage 16 et 18 sont montés respectivement sur des arbres 34 et 36 tourillonnant dans les paliers-supports et comme représenté sur la figure 2, chacun, des éléments interne cylindrique métallique 38 de rouleau ayant des moyeux 35 d'extrémité 40 fixés à l'arbre par des clavettes 42 et des vis 44. La surface externe de chaque élément métallique 38 de rouleau est recouverte d'un manchon élastique 46 d'unè- épaisseur substantielle qui peut,, par exemple, être fait de caoutchouc synthétique ou d'une autre matière élastique appropriée. La 40 surface cylindrique externe de chaque manchon 46 comprend une 69 14141 5 2007806 série de rainures périphériques continues espacées 48, dans la forme de réalisation préférée, chaque rainure. ayant des parois latérales 50 convergeant vers l'intérieur qui se terminent par un fond ou hase cylindrique 52 de rainure. Les portées 5 ou plats 54 formées entre les rainures sont, en raison du grand rapprochement des rainures, légèrement plus petites que les rainures pour que les rouleaux puissent venir en prise l'un avec l'autre. Gomme représenté sur la figure 5, les rouleaux 16 et 18 10 sont mis axialement en place sur les arbres 34 et 36 de telle façon que les portées d'un rouleau s'alignent avec les rainures du rouleau opposé et les rouleaux sont mis en place pour coopérer au moyen des vis de réglage 28, de façon à entremêler les portées des rouleaux opposés. Comme indiqué sur les figures 15 1, 4 et 5s dans la forme de réalisation représentée, les portées de chaque rouleau sont appuyées contre les fonds des rainures du rouleau opposé bien qu'un certain espacement radial puisse être permis suivant la matière à pastiller. Comme représenté sur la figure 5,il existe un léger espacement axial entre 20 les portées entremêlées dans l'état de repos de l'appareil. Chaque rouleau 16 et.18 est entraîné dans le sens opposé par un moteur 56 entraînant un pignon 58 de chaîne autour duquel pass.e une chaîne de transmission 60. La chaîne de transmission passe autour d'un pignon 62 claveté à l'extrémité de 25 l'arbre 34 et sur la partie supérieure d'un pignon 64 monté sur l'arbre de façon que soit assurée une rotation opposée uniforme des arbres. Les arbres sont mis en rotation de façon que les portées entremêlées des rouleaux se déplacent vers le bas à. la même vitesse. 30 Un moyen d'alimentation est prévu pour diriger unifor mément la. matière à pastiller dans la zone de serrage des rouleaux à prise mutuelle. Bans la forme de réalisation représentée, le moyen d'alimentation comprend* une trémie 66 supportée au-dessus des rouleaux par les pieds 68 dans chacun de ses coins 35 qui sont fixés aux coins du bâti 14. La trémie comprend des panneaux d'extrémité inclinés 70 destinés à diriger de façon générale, la matière vers les faces à action réciproque dés rouleaux, les extrémités inférieures de la plaque 70 s'étendant à proximité étroite des portées 54 des rouleaux. De ma-40 nière analogue,des panneaux latéraux 72 disposés dans la trémie 14141 6 2007806 sont inclinés vers l'intérieur et présentent une partie inférieure 74 en forme de dent s'étendant vers le "bas entre les rouleaux oppsés pour guider la matière.dans la zone de serrage des rouleaux et afin d'empêcher l'échappement de matière dans le sens axial. Pour réduire la poussière au minimum et enfermer davantage les rouleaux de pastillage, des jupes élastiques 76 sont fixées à l'extérieur de la trémie autour de ses "bords inférieurs au moyen d'une plaque de fixation 78 et de dispositif de fixation 80. Le long des côtés des rouleauxs«les jupes sont conformées de façon appropriée pour s'ajuster de façon serrée aux contours des rouleaux et empêcher la matière de s'échapper — de la tra-mie et des rouleaux. La matière est introduite dans la trémie de la forme de réalisation représentée par un transporteur suspendu 82, dont un rouleau 84- tourillonne au-dessus de la trémie au moyen de consoles de support 86. La matière à pastiller est entraînée le long du transporteur 82 et tombe de ce dernier dans la trémie 66 à partir de laquelle elle descend par l'action de la pesanteur uniformément dans la zone de serrage des rouleaux de pastillage 16 et 18. La dimension de la trémie et la profondeur de la matière accumulée dans celle-ci dépendent de la nature de la matière, de la vitesse de l'opération de pastillage et de l'effet du chargement de la trémie sur. le produit pastillé. Au-dessous des extrémités de. chaque rouleau 16 et 18 sont suspendue s au bâti 14 des consoles 9® entre chaque paire desquelles s'étend un •élément de support incliné transversal 92 qui est fendu pour recevoir une série de doigts 94 de nettoyage de rainures, dont les extrémités .s'étendent tangentiellement.dans les rainures des rouleaux de pastillage. Les doigts de nettoyage sont fixés dans l'élément de support fendu 92 par des vis de réglage 96 sur les- « quelles sont placés des écrous de blocage 98 comme représenté sur la figure 1„ De préférence, les doigts .sont munis de pièces rapportées 100 à pointes affilées d'une matière trempée tel que l'acier au tungstène, pour empêcher une usure rapide, en particulier lorsque des matières abra-sives passent à travers la machine. 69 14141 7 2007806 Pour le fonctionnement de la présente inventions le moteur 56 est mis en marche et est destiné, par l'intermédiaire d'un engrenage rédacteur ou d'une commande de vite.sse appropriée (non représentée) à entraîner les rouleaux de pas-5 tillage 16 et 18 à une vitesse relativement lente, par exemple, de 25 tours par minute. La matière à pastiller est introduite dans la trémie 66 le long du transporteur 82 à une vitesse appropriée et peut être constituée par un type de matière quelconque sous la forme de particules finement divisées telle 10 que la cendre volante, le minerai de fer, etc. L'invention convient en particulier pour le pastillage d'un agrégat léger tel que le type décrit dans le "brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3.341.34-1. Comme représenté sur les figures 6 et-7, la rotation des 15 rouleaux à prise mutuelle fait avancer la matière entre les portées de chaque rouleau et les fonds des rainures du rouleau opposé en déformant les parties élastiques des rouleaux de la façon représentée. Le passage de la matière entre les rouleaux provoque de cette façon la formation d'une série de rubans 102 20 qui, comme représenté sur la figure 7 ont une section droite en forme de clef de voûte. Les rubans de matière comprimée comme représenté le plus clairement sur la figure 6 en raison de la compression des surfaces élastiques des rouleaux sont formés dans une zone aplatie essentiellement linéaire des rou-25 leaux. Lorsqu'ils sortent des parties en contact des rouleaux, les rubans se brisent en rubans séparés 104- par le retour élastique des parties déformées des rouleaux qui éjectent les rubans des rainures en provoquant la rupture de ces derniers par intervalles espacés 106. Les doigts 94- servent à 30 enlever des particules résiduelles quelconques des rainures et à empêcher la possibilité qu'une pastille coincée continue à passer sur la périphérie du rouleau. Du fait que les rouleaux sont entraînés à la même vitesse de rotation, la vitesse périphérique des portées en-35 tremêlées est la même et il ne se produit ainsi à peu près aucun mouvement des surfaces des rouleaux par rapport à la matière qui est pastillée. Les importantes pertes d'énergie dues au frottement et l'usure destructrice caractérisant les dispositifs de pastillage utilisés sont ainsi sensiblement éli-4-0 minées. Ej/outre, les rouleaux élastiques appliquent progressi- i 69 14141 2007806 8 veinent et uniformément une force de compression en formant les rubans, en fournissant ainsi un^astilie homogène plutôt que la pastille du type à couches obtenue avec les dispositifs d'extrusion à alimentation puisée. Une structure granu-5 laire relativement uniforme des pastilles est ainsi assurée, ce qui est important, par exemple, pour former un agrégat léger destiné à être utilisé dans le béton de construction» Une Jbrme légèrement modifiée de l'invention est représentée sur les figures 9 et 10, sans laquelle l'appareil 10 est identique à celui décrit dans la forme de réalisation préférée de l'exception de l'addition de dents espacées 110 orientées dans le sens axial, formées sur les portées des rouleaux 112. Dans cette forme de réalisation, les dents des portées des rouleaux en prise mutuelle comme représenté 15 sur la figure 9, sont de préférence en contact périphérique avec les fonds des rainures opposées. Les dents 110 entaillent les rubans de matière tassée passant entre les rouleaux pour commander les points de rupture et par suite la longueur des pastille s.. Comme représenté sur la figure 11, dans laquel-20 le une pastille formée par la forme de réalisation modifiée est représentée, la paxtille formée à proximité étant représentée eïjfeointillé, la pastille peut être considérée comme s'étant brisée le long d'une ligne 114 s'étendant à partir de., l'entaille 116 formée par une des dents 110 de portée. Les dents 25 peuvent soit être une partie- intégrante des portées des rouleaux élastiques comme représenté, soit comprendre des pièces rapportées de métal ou d'une autre matière appropriée. La dimension et la forme des dents peuvent varier considérablement tandis que la distance périphérique comprise entre les 30 dents dépend de la longueur désirée des pastilles. La configuration des rainures et des portées peut être modifiée pour obtenir la forme de pastille désirée. Dans la variante des figures 12 et 13* les fonds 52' des rainur'es ont une forme arçuée, tandis que les surfaces périphériques 35 opposées des portées ont une forme concave. Par suite, comme représenté sur les figures 13 et 14, les pastilles 118 présentent une section droite à. peu près•cylindrique, en supprimant les arêtes vives des pastillas décrites précédemment et en réduisant au minimum la formation de fines pendant le traite-40 ment ultérieur. D'autresjforme s de pastilles peuvent être ob- 69 14141 -9- 2007806 nues d'une manière analogue en faisant varier Iss configurations de la rainure et de la portée» Le taux de compression obtenu avec la présente invention dépend d'un certain nombre de facteurs comprenant l'épaisseur 5 des manchons des rouleaux élastiques, l'élasticité des manchons, l'espacement des rouleaux, et la vitesse à laquelle l'appareil tourne» Au cours d'essaigtitilisés pour pastiller l'agrégat léger décrit dans le brevet N° 3•34-1.341 précité, le besoin d'entrée d'énergie contrairement à celui exigé par 10 une machine de pastillage du type à vis sans fin et à filière du même débit a montré une réduction décuplée, la machine du type à vis sans fin et à filière exigeant une puissance de 50 cv, tandis qu'avec le présent dispositif, seulement une puissance de 50 cv, était exigée pour obtenir le même débit. En 15 même temps, le facteur d'usure a été parallèlement réduit, l'usure des surfaces des rouleaux élastiques actuels étant négligeables en comparaison de celle de l'ensemble à vis sans fin et à filière0 L'évacuation des pastilles à partir du dispositif dans 20 une zone s'étendant transversalement au-dessous des rouleaux de pastillage est souhaitable.pour le chargement d'un transporteur de traitement sans qu'il soit nécessaire d'avoir recours à des goulottes de distribution ou d'autres moyens qui ont tendance à former des fines. La présente invention 25 est utilisée de façon satisfaisante par exemple, pour rem-, placer le dispositif de pastillage de l'appareil de frittage représenté dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3»329«419 et elle^ourrait être utilisée pour charger directement les pastilles mobiles avec un minimum de dérangement.des pastilles 3-0 nouvellement formées. Bien que l'appareil représenté utilise une seule paire de rouleaux de pastillage , il est évident que deux paires de rouleaux ou plus peuvent être disposées en relation parallèle très rapprochée afin d'augmenter la capacité d© l'appareil. 3;5 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et représentées et est susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'invention» 69 14141 2007806 KETBTOEOATIOHS 1 - Appareil de pastillage caractérisé par le fait qu'il comprend deux rouleaux de pastillage montés pour tourner autour d'axes parallèles, les surfaces cylindriques élastiques 5 de chacun des rouleaux comportant des rainures périphériques continues uniformément espacées formant des portées périphériques entre celles-ci, les rouleaux étant juxtaposés de façon que les portées de chaque rouleau pénètrent dans les rainures du rouleau opposé, un moyen d'entraînement étant 10 prévu pour faire tourner les rouleaux. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacune des portées comprend une série de dents, espacées périphériquement faisant saillie radialement à partir de cette dernière. 15 3 ~ Appareil de pastillage caractérisé par 1« fait qu'il comprend deux rouleaux de pastillage associés montés pour tourner autour d'axes horizontaux, les surfaces élastiques cylindriques de chacun des rouleaux contenant des rainures périphériques continues, espac.ées uniformément, formant des portées 20 périphériques entre ces dernières, les rouleaux étant juxtaposés afin que les portées de chaque rouleau pénètrent dans les rainures du rouleau opposé, un moyen disposé au dessus des rouleaux pour introduire la matière à pastiller dans la zone de serrage des rouleaux en prise mutuelle et un moyen d'en-25 traînement pour faire tourner les rouleaux afin d'établir un mouvement de descente uniforme de leurs portées s'emboîtant les unes .avec les autres. 4 - Appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que chacune des portées comprend une série de dents es- 30 pacées périphériquement, faisant saillie radialement à partir de cette dernière. - 5 - Appareil selon la revendication 3', Caractérisé par le fait qu'il comprend des doigts de nettoyage de rainures montés au-dessous de chaque rouleau ©t pénétrant dans ses rainures. 35 6 - Appareil selon la revendication 3S caractérisé par le fait que les portées sont plus étroites que les rainures. 7 - Appareil de pastillage caractérisé par le fait qu'il comprend un bâti, deux rouleaux de pastillage associés montés sur le bâti pour tourner autour d'axes horizontaux parallèles, 40 chacun des rouleaux étant fixé à un arbre tourillonnant dans 69 14141 h 2007806 des paliers montés sur le bâti, chacun des rouleaux comprenant une partie élastique périphérique ayant des rainures périphériques continues uniformément espacées, formées dans sa face externe définissant des portées périphériques 5 entre cegâernières, les rainures ayant une largeur plus grande que la largeur des portées, les rouleaux étant juxtaposés de façon que les portées de chaque rouleau pénètre dans les rainures du rouleau opposé, une trémie disposée sur le "bâti, destinée à guider la matière à pastiller dans la zone de ser-10 rage des rouleaux, une série de doigts de nettoyage de rainures montés sur le "bâti au-dessous du rouleau pénétrant tangen-tiellement dans les rainures pour empêcher le passage de la matière sur la périphérie des rouleaux et un moyen d'entraînement destiné à faire tourner les rouleaux à une vitesse unifor-15 me dans des sens opposés pour établir un mouvement de descente des portées à coopération mutuelle, les parties élastiques des rouleaux étant destinées à permettre à la matière de passer entre les portées et les rainures pendant la rotation des rouleaux afin de déformer élastiqjiement les parties élastiques des rou-20 leaux pour assurer une compression uniforme de la matière pour la mettre sous la forme de rubans et lorsque ces rubans sont évacué& des rouleaux, ils sont brisés en pastilles séparées par le retour élastique des parties déformées des rouleaux. 8 - Appareil selon la revendication caractérisé par 25 le fait que chacune des portées comprend une série de dents espacées périphériquement,faisant saillie radialement à partir de cette dernière, destinéegè. entailler les rubans de matière comprimés et ainsi à régler la longueur des pastilles formées à partir de ces derniers, 30 9 - Appareil selon la revendication 7> caractérisé par le fait que chacun des rouleaux comprend un élément interne cylindrique métallique de rouleau autour duquel est fixé un manchon de matière élastique» 10 - Appareil selon la revendication 7j caractérisé par 35 le fait qu'il comprend un moyen placé sur le bâti pour régler 1'espacement des axes des rouleaux.