Brevet FR2007514A1 — publié le 19700109

L'invention concerne un malaxeurs mélange forcé en assiette comprenant un baquet annulaire fixe, des aubes de malaxage tournantes disposées en étoile et un trou de vidange dans le fond du baquet, en particulier pour des installations de fabrication de béton transportables. On connatt des malaxeurs à mélange forcé en assiette dans lesquels dans une enceinte de baquet annulaire ne tourne qu'une étoile d'aubes de malaxage avec des aubes de malaxage orientées différemment et échelonnées sur la largeur de l'enceinte annulaire. Un tel malaxeur à mélange forcé en assiette convient bien aux installations de fabrication de béton, car il a un encombrement relativement faible et on peut le vidanger par un trou du fond fixe placé excentriquement. Ce mode de réalisation présente, toutefois, l'inconvénient que les aubes tournent à des vitesses périphériques différentes suivant les diamètres sur lesquels elles sont montées. La vitesse périphérique est dans ce cas limitée par l'usure d'aube qui augmente d'une façon inadmissible avec de trop grandes vitesses relatives entre le matériau à malaxer et les aubes.Dans le malaxeur à mélange forcé en assiette on laisse donc tourner les aubes de malaxage se trouvant sur le diamètre maximal avec la vitesse périphérique maximale compte tenu de la durée devie ce qui limite à une certaine valeur le nombre de tours de l'ensemble de l'étoile d'aubes de malaxage. les aubes de malaxage se trouvant sur le petit diamètre ont alors obligatoirement une vitesse périphérique in 6rieure à la valeur optimale. Dans la zone de leur chemin on a donc pas de malaxage optimal. On connatt, de plus, des malaxeurs à mélange forcé en assiette dans lesquels deux étoiles d'aubes de malaxage tournent autour des axes parallèles dans le même sens dans un baquet cy cylindrique qui reste fixe ou tourne en sens inverse du mouvement des étoiles d'aubes de malaxage. Dans un tel malaxeur en assiette se forment dans les coins, entre les deux étoiles d'aubes de malaxage, des zones dans lesquelles le matériau est malaxé beaucoup moins bien que dans la zone de rotation des étoiles d'aubes de malaxage. Pour malaxer uniformément tout le matériau à malaxera durée de malaxage doit donc être plus longue qu'avec un malaxeur en assiette à enceinte de baquet annulaire, car danscelui-ci l'intensité de malaxage dans toute l'enceinte du baquet a la même-grandeur uniforme. Un malaxeur en assiette du mode de réalisation que l'on vient de décrire en dernier lieu ne convient aussi pas bien à des installations de fabrication de béton transportables, car le baquet doit être vidé par un trou du fond central.Un tel trou de vidange central est difficilement accessible lors du montage du malaxeur dans une installation de fabrication de béton. On connaît enfin un malaxeur à mélange forcé en assiette dans lequel dans un baquet cylindrique fixe tourne un support à deux bras dont l'un porte une aube de raclage se déplaçant le long de la paroi de baquet, tandis que sur l'autre bras est montée une étoile d'aubes de malaxage tournant en sens inverse du mouvement du- support. En dehors du fait que ce mode de réalisation nécessite une commande compliquée ici aussi se forment dans le baquet des zones dans lesquelles le malaxage se fait avec moins d'intensité que dans les autres. La vitesse relative des aubes de malaxage par rapport au matériau à malaxer ne peut pas tre même approximativement uniforme dans ce malaxeur en assiette notamment à-cause des conditions cinématiques.De plus, le malaxeur en assiette décrit ci-dessus présente l'inconvénient d'avoir un trou de vidange allant au moins Jusqu'au centre du baquet, de sorte que le malaxeur ne convient pas bien à une installation de fabrication de béton transportable. L'invention a pour but de réaliser un malaxeur à mélange forcé en assiette du type décrit au début dans lequel se fait un malaxage optimal, intense, essentiellement uniforme dans toute l'enceinte du baquet. Ce problème est résolu suivant l'invention en prévoyant deux ou plusieurs étoiles d'aubes de malaxage tournant avec leurs aubes sur des chemins annulaires voisins concentriques pouvant tourner avec des nombres de tours différents -et/ou pouvant être entralnées sur des chemins annulaires voisins en sens contraires. Dans le malaxeur à mélange forcé en assiette les diverses étoiles d'aubes de malaxage-peuvent être entraitnées chacune avec un nombre de tours permettant aux aubes de malaxage de se déplacer sur-leurs chemins annulaires avec la vitesse periphérique optimale par rapport au matériau à malaxer. On choisira la largeur des chemins annulaires de façon à maintenir la différence de vitesse en fonction de la largeur du chemin annulaire dans les limites de la tolérance de la vitesse relative optimale entre les aubes et le matériau à malaxer. On s'assure ainsi que le malaxage se fait dans toute l'enceinte du baquet en principe d'une façon uniformément intense et avec la vitesse périphérique la plus favorable des aubes de malaxage.On utilise ainsi l'enceinte de malaxage d'une façon optimale et on obtient avec un rendesent donné un encoibrement plus faible par rapport aux malaxeurs à mélange forcé connus. Le malaxeur en assiette suivant l'invention convient très bien aux installations de fabrication de béton transportables, car il est non seulement peu encombrant, mais comporte, de plus, un trou de vidange de béton excentrique. Les avantages indiqués sont déåà valables lorsque les étoiles d'aubes de malaxage tournent dans le même sens. On peut, toutefois, augmenter l'efficacité du malaxeur, si 11 on fait tourner les étoiles d'aubes de malaxage sur des chemins annulaires voisins en sens contraires. Â la limite entre les chemins annulaires voisins on obtient alors une zone de grande turbulence avec un malaxage particulièrement intense du matériau à malaxer. Dans ce cas aussi on arrive aux résultats optimals en choisissant les nombres de tours de diverses étoiles d'aubes de malaxage de façon à réaliser une vitesse de mouvement optimale des aubes de malaxage. En résumé, on obtient avec un malaxeur à mélange forcé en assiette une meilleure qualité du béton, un temps de malaxage et de vidange plus court, une durée de vie favorable avec un grand rendement horaire du malaxeur et la possibilité de fabri quer un béton à trois phases. Dans le cadre de l'invention il est important que les étoiles d'aubes de malaxage tournent avec un nombre de tours d'autant plus grand que le diamètre du chemin annulaire parcouru par leurs aubes est plus petit. Les étoiles d'aubes de malaxage tournent avantageusement avec des nombres de tours assurant à peu près la même vitesse périphérique moyenne des aubes de malaxage sur divers chemins annulaires. En respectant cette condition on obtient des condi tions optimales quant à l'uniformité du malaxage. En utilisant deux étoiles d'aubes de malaxage tournant en sens contraires l'intensité du malaxage est particulièrement grande lorsque les aubes sont disposées de façon que l'étoile extérieure refoule surtout vers l'intérieur et l'étoile intérieure surtout vers l'extérieur. On obtient ainsi un échange permanent du matériau à malaxer entre les chemins annulaires. Cela amène donc, en plus du mouvement autour et à travers les aubes de malaxage, encore un mouvement en serpentin entre les chemins de malaxage concentriques. Le trou de vidange s'étend avantageusement au moins sur une partie de tous les chemins annulaires. On arrive ainsi à une vidange rapide ce qui a de l'importance surtout dans les installations de fabrication de béton. Un-exemple de réalisation de l'invention est représenté au dessin. La figure 1 est une coupe verticale schématique d'un ma laxeur à mélange forcée assiette suivant l'invention, et la figure 2 est une vue par dessus d'une image de principe du mouvement des étoiles d'ailettes de malaxage. Sur la figure 1 on désigne en général par 1 un malaxeur à mélange forcé en assiette. Celui-ci comprend une enceinte de baquet annulaire 2 avec une paroi extérieure cylindrique 3, une paroi intérieure cylindrique 4, un fond 5 et un couvercle 6. Le fond comporte un trou de vidange en forme de segment 7 (voir aussi la figure 2) pouvant être fermé à l'aide d'un coulisseau tournant 8 que l'on peut faire pivoter de la position fermée en position ouverte ou vice versa au moyen d'une commande motorisée 9. Dans l'enceinte annulaire 2 tournent deux étoiles d'aubes de malaxage 10 et 11. Celles-ci-portent sur des-bras dirigés radialement 12 et 13 des aubes de malaxage 14a--e et 15a-e. Les aubes de malaxage de chaque étoile d'aubes fO ou Il sont disposées échelonnées de façon qu'en se superposant en partie elles décrivent chacune un chemin annulaire R a ou Rb. Les chemins annulaires Ra et Rb sont concentriques et voisines d'une ligne limite G. Les étoiles d'aubes de malaxage 10 et Il sont entratnées à partir de l'intérieur du cylindre intérieur 4 par des moteurs électriques 16 et 17. Ceux-ci-commandent chacun un pignon 18 ou 19 engrenant avec une couronne à denture intérieure 20 ou 21. Ces couronnes à denture intérieure sont fixées dans des bagues de commande 22 ou 23 d'où partent les bras 12 ou 13. Dans l'exemple de réalisation représenté, le moteur 16 entraîne étoile d'aubes de malaxage extérieure 10 suivant la flèche Ua, tandis que le moteur 17 entraîne l'étoile d'aubes de malaxage intérieure Il en sens inverse suivant la flèche Ub. Ce faisant le nombre de tours de l'étoile d'aubes de malaxage intérieure 11 est choisi plus grand pour que la vitesse de mouvement des aubes de malaxage 15a-e soit en valeur absolue à peu près égale à celle des aubes de malaxage 14a-e. Par exemple, il est avantageux si les vitesses de mouvement Vîa et V2a à la périphérie extérieure de chaque chemin annulaire Ra ou Rb soient den- viron 2,6-3,0 m/a. Dans l'exemple de réalisation représenté chaque étoile d'aubes de malaxage porte cinq aubes de malaxage. Dans l-'étoile d'aubes de malaxage extérieure 10 trois des cinq aubes de malaxage, à savoir les aubes 14a, 14d et 14e sont orientées de telle manière par rapport au sens de rotation U qu'elles refoulent le matériau à malaxer vers l'intérieur. Seules deux aubes de malaxage, à savoir 14b et 14c, sont orientées de façon à refouler le matériau à malaxer vers l'extérieur. Pour l'étoile d'aubes de malaxage 11 les conditions sont inversées. Dans ce cas trois aubes 15a, b et c refoulent vers l'extérieur, tandis que deux aubes seulement, à savoir les aubes 15d et e, refoulent vers l'intérieur.Il s'ensuit un échange permanent du matériau à malaxer entre les chemins annulaires R a et Rb. De plus, dans la zone de la ligne limite G se forme une couche fortement turbulente assurant un malaxage de qualité supérieure. Dans la zone de chacun des chemins annulaires Ra et Rb les aubes de malaxage tournent, en outre, avec une vitesse relative optimale pour chaque cas par rapport au matériau à malaxer. Pour vider le baquet de malaxage on ouvre le trou de vidange 7 de sorte que toutes les aubes de malaxage refoulent le matériau par ce trou. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté. En principe, on aurait pu tourner les deux étoiles -d'aubes de malaxage dans le même sens. En tout cas, l'étoile d'aubes de malaxage intérieure doit tourner plus vite que l'é toile extérieure. On peut, en outre, prévoir plus de deux étoiles d'aubes de malaxage montées concentriquement l'une par rapport à l'autre. Au lieu des aubes on peut aussi utiliser d'autres éléments de malaxage. La commande aussi peut être constituée autrement. On aurait pu, par exemple, imaginer une commande ne comportant qu'un moteur et une transmission à branchements montée à la sortie et commandant les deux étoiles d'aubes de malaxage. L'utilisation du malaxeur à mélange forcé en assiette suivant l'invention n'est pas limitée à la fabrication du béton. On peut utiliser de tels malaxeurs partout où il s'agit d'uu malaxage particulièrement intense à l'aide d'un malaxeur de faible encombrement, par exemple aussi dans l'industrie chimique. - REVENDICAgIONS 1 - Malaxeur à mélange forcé en assiette comprenant un baquet annulaire fixe, des aubes de malaxage tournantes disposées en étoile et un trou de vidange dans le fond du baquet, en particulier pour des installations de fabrication de béton transportables, caractérisé en ce qu'il comporte deux ou plusieurs étoiles d'aubes de malaxage tournant avec leurs aubes de malaxage sur des chemins annulaires voisins concentriques et pouvant re entraSnées à des nombres de tours différents et/ou sur des chemins annulaires voisins en sens contraires. 2 - Malaxeur à mélange forcé en assiette suivant 1, caractérisé en ce que les étoiles d'aubes de malaxage tournent avec un nombre de tours d'autanttlus grand que le diamètre du chemin annulaire parcouru par leurs aubes de malaxage est plus petit. 3 - Malaxeur à mélange forcé en assiette suivant 1, caractérisé en ce que les étoiles d'aubes de malaxage tournent à de tels nombres de tours que la vitesse périphérique moyenne des aubes de malaxage est à peu près la meme sur tous les chemins annulaires. 4 - Malaxeur à mélange forcé en assiette suivant l'une ou plusieurs des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte deux étoiles d'aubes de malaxage tournant en sens contraires et que leurs aubes sont disposées de façon que l'étoile extérieure refoule surtout vers l'intérieur et l'étoile intérieure surtout vers l'extérieur. 5 - Malaxeur à mélange forcé en assiette suivant l'une ou plusieurs des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le trou de vidange s'étend au moins sur une partie de tous les chemins annulaires.