Brevet FR2050301A1 — publié le 19710402

La présente invention concerne ltentrttement d'un flux régulier d'une parfaite constance à court et à long terme, à partir d'un apport discontinu de matériau non cohérent. Cette technique est d'autant plus délicate que le matériau à mettre en oeuvre est-difficile à assimiler à un fluide et présente des caractéristiques intrinsèques d'hétérogénéité de quelque nature que ce soit (dimension des particules, coefficient de frottement interne, densité apparen tewetc ...). Il en est ainsi notamment lorsque le matériau est constitué de brins de différentes longueurs, plus ou moins "frisés" et entremêlés les uns aux autres comme c'est le cas par exemple pour certaines -matières textiles, le thé en coupe longue et le tabac haché en brins longs dénommé "scaferlati". Le demandeur a déjà proposé dans son brevet 1 483 797 du2 Mai 1967 et son addition no 94 187 du 15 Février 1968 des distributeurs convenant particulièrement bien au tabac en brins longs, tel que celui destiné aux paquets de tabac à fumer(pour pipe ou cigarettes roulées à la main) ou aux intérieurs-de certains cigares. La caractéristique commune de tous les modèles décrits est de me nager au sein mEntedu distributeur et particulièrement dans la partie amont, où la vitesse d'écoulement est la plus faible, des zones dans lesquelles le tabac n'est soumis à l'influence des organes d'entraînement que de façon indirecte, en raison de son enchevEtrement. Ces secteurs non balayés par lesdits organes présentent deux avantages Ils évitent d'une part la rupture des brins les plus longs qui pourraient,dans d'autres conditions, être sollicités par deux organes d'entraînement tournant à des vitesses différentes. D'autre part, ils limitent et dispersent les accroissements de densité-localisés que produisent au sein du flux de matière l'action convergente des organes tels que les roues à aubes. On peut obtenir un résultat comparable, dans certaines conditions, en utilisant, comme organes a'entraînement des roues à picots longs ou doigts qui n'agissent directement sur le tabac que dans leur plan de rotation. Les plans de rotation des picots au roues voisines de deux couples successifs sont intercallés les uns dans les autres et les plans de votation des picots de deux roues d'unemême couple peuvent l'être aussi.Mais on ne peut éviter l'effet de cisaillement des brins entre les picots de roues voisines des que la section de la veine de matière tombe en-dessous d'une certaine valeur par rapport à la longueur des brins, de même mulon ne peut éviter les ruptures par effet de Choc dès que la vitesse périphérique des picots atteint une certaine valeur dépendant entre autres de la vitesse délie acquise par la veine de matière en amont.Or, pour tous les distributeurs qui doivent transformer des apports successifs de matière en un effluent continu de débit instantané beaucoup plus faible, on doit, dans la partie avale du distributeur faire face simultanément à ces deux la matière, on emploiera de préférence au moins une paire coopérante organes propulseurs dont les bords d'attaque seront -inclinés comme prévu csdessus. Les volumes de révolution décrits par les bords d'attaque des pales de deux organes propulseurs d'une meme paire pourront être sensiblement tangents. Dans une version préférée de l'invention, deux organes propulseurs d'une même paire sont construits et emmenés en rotation en parfaite symétrie par rapport au plan faisant correspondre par symétrie leur axe de rotation. Un exemple de mise en oeuvre de l'invention va maintenant être donné en se référant aux figures annexées qui sont La figure 1 une coupe verticale schématique d'un distributeur de tabac à trois voies utilisant les moyens de l'invention. La figure 2 une vue perspective d'une roue à aubes classique telle qu'uti- lisée jusqu'à présent; La figure 3 une vue perspective dtune roue conforme à la présente invention. La figure 4 une vue perspective d'une autre roue dans une modalité préférée de l'invention. Bien que l'exemple de mise en oeuvre se rapporte à un distributeur à tabac, on comprendra facilement que les nouveaux moyens d'entraînement décrits sont applicables dans des domaines très divers et conviendrent particulièrement bien à de nombreuses matières à fibres longues, telles que des fibres textiles naturelles ou artificielles ou certaines étoupes utilisées pour la fabrication des filtres s cigarettes. Cet exemple n'est donc pas- limitatif de l'invention. La figure 1 représente donc un distrîhteur de tabac à trois couloirs, aliment! en partie haute sur toute la largeur de la figure et délivrant trois flux régularU1e dans les couloirs verticaux 1f, 12 et 3. Le tabac est dirigé vers chacun de ces couloirs par un distributeur unitaire composé d'une cascade de roues se faisant face deux à deux comme dans le brevet t 483 797 et son addition 94 187 et tournant dans le sens indiqué par les flèches curviliqnes . Les rouese des cinq couples de la partie supérieure tels que 21 et 22 sont des roues à pi cots dont les trajectoires extérieures délimitent un passage en forme de coin dans lequel le tabac est étiré du fait de l'accroissement des vitesses périphériques de rotation quand on passe d'un couple de roues amont au couple de roues aval.Les picots des roues aval passent, dans leur trajectoire supérieure entre ceux des roues amont et dégarnissent ainsi celles-ci des brins de tabac qui pourraient y rester accroché's. Au niveau des roues à picots inférieures, telles que 27 et 28 cette action de dégarnissage est assurée par des peignes non rotatifs ou racleurs (31 et 32 par exemple) qui assurent la continuité de la voie de passage vers la partie inférieure des distributeurs unitaires. On a prévu, pour récupérer les quelques brins courts qui peuvent éventuelle- ment passer entre les picots de couples successifs ou les peignes racleurs, sujétions (section de la veine rétrécie et vitesse périphérique des organes d'es traînement beaucoup plus forte qu'à l'origine). Ne pouvant, sous peine de dégradation très importante des brins longs, conserver des organes d'entraînement à picots, on en était réduit, avec des roues à aubes, à admettre que se crée dans la veine, au sortir du distributeur, une succession de tronçons comprimEs, de section rétrécie par rapport à la normale, produite par les aubes du ou des derniers couples d'organes rotatifs.Pour certaines fabrications, ces ondulations de la densité et/ou de la section de la veine n'Qnt que peu d'importance quand elles sont d'une amplitude réduite et de grande fréquençecomme'est le cas avec des dispositifs suivant l'addition 94 187. Il peut se faire au contraire qu'on doive éviter au maximum ces irrégularités pondérales ou géométriques entre les différents tronçons élémentaires successifs de la veine. On pourra y parvenir parfaitement avec les moyens de l'invention. La présente invention a pour objet de perfectionner un dispositif pour assurer l'entraînement d'un flux de matière fibreuse, du type comprenant à cet effet au moins un organe propulseur muni d'au moins une pale et emmené en rotation autour d'un axe orthogonal à la direction d'entraînement du flux, le bord d'attaque d'une pale définissant au cours de sa rotation un volume de révolution qui pénètre dans la voie de passage du flux de matière, voie qui comporte une section plane d'étranglement (striction) au droit de l'axe de rotation en prévoyant que ledit bord d'attaque soit incliné par rapport à cet axe de telle manière que, pendant l'essentiel de la rotation sur lui-même dudit organe de propulsion, un bord d'attaque traverse en au moins un point la section d'trangkE nt de la voie de passage, ce qui a pour effet que les régions de compression crées dans la voie de passage par la rotation des pales soient déplacées en permanence sur toute la largeur de celle-ci, parallèlement à l'axe de rotation. De manière préférée, le bord d'attaque d'une pale traversera toujours le plan de la section d'étranglement suivant une incidence faible. Cette incidence pourra être constante en valeur absolue. Dans une version des perfectionnements envisagés, le bord d'attaque d'une pale traversera presque toujours la section d'étranglement en deux points distincts. De préférence, ces deux points se rapprocheront en permanence l'un de l'autre au cours de la rotation de la pale considérée. Le volume de révolution défini par la rotation du bord d'attaque d'une pale pourra être un cylindre. Le bord d'attaque pourra alors dessiner sur ce cylindre une portion d'hélice ou, dans le cas d paragraphe précédent, deux portions d'hélices de pas inverse. Dans un dispositif du type défini plus haut et dans lequel les organes--pro- pulseurs coopèrent deux à deux de part et d'autre de la voie de passage de quatre trémies de réception 41, 42, 43 et 44 à partir desquelles la matière qui a échappé aux oies de passage normale peut étre réutilisée de la manière la mieux appropriée aux besoins de la fabrication. Les deux souples de roues de la partie inférieure de chaque distributeur unitaire se différencient largement des couples de roues à picots de la partie supérieure. Enfeffet, leur vitesse périphérique dépasse de beaucoup celle des roues situées du-dessus. L'emploi de picots conduirait donc à une dégradation du tabac, en particulier par sectionnement des brins longs, tandis que l'emploi de i--- pales droites Cfl aubes 51, telle que représentées sur la figure 2, occasionne- rait des compressions de la veine de tabac.Les compressions seraient d'autant plus sensibles que, poùr assurer soit l'entraînement positif des brins soit l'arrêt de l'écoulement du. flux, on pourrait etre conduit à abandonner, tout au moins pour lesJroues du couple inférieur, la disposition préconisée dans le brevet 1 483 727. Rappelons qu'il était prévu dans ce brevet que. les roues d'un même couple, tournant bien entendu à meme vitesse,- soient calées de telle façon que les pales d'une roue soient toujours dans les plans bissecteurs de deux pales correspodantes de l'autre roue.Cette disposition limite bien les compressions de-la veine au passage des aubes dans le plan horizontal mais assure moins efficacement d'iune part la pénétration du flux dans les couloirs que l'action simultanée de kales-tournant en phase et diautre part l'obturation du distributeur par immobilisation des roues du couple inférieur. Le perfectionnement envis gé permet d'assurer ces deux fonctions tout en disséminant dans toute la largeur de la veine des zones de compression quasi ponctuelles, en conservant au flux une constance de débit parfaite. Les palesades roues 61, 62, 63, 64 sont à cet effet, au lieu d'être droites comme en 51, incurvées comme représentées sur les figures 3 et 4. La roue de la figure 3, peut être considérée comme résultant, idéalement, de la roue de la figure 2 par torsion d'un quart de tour suivant son axe de rotation. Une pale commue 81 est ainsi limitée par deux hélices géométriques, l'une la rattachant au 92 sur le moyeu 91 de la roue, l'autre 93 limitant son contour extérieur. Fout une roue- à quatre pales, comme représenté, le pas de ces hélices sera avantageuzement de quatre fois la longueur de la roue suivant son moyeu. Les pales 82 de la roue de la figure 4 ont également une ligne d'extrémité 95 en hélice mais-de pas deux fois plus rapide. Pour quatre pas également, cette lige fait un quart de tour dans un sens pour une demi-longueur de la roue et un quart de tour dans l'autre sens sur l'autre demi-longueur. On peut imaginer une roue de la figure 4 comme résultant de la mise bout à hout de deux redues semblables à celle de la figure 3 mais de longueur deux fois moindre, les pas des hélices restant fixés à quatre longueurs mais étant inverses l'un de l'autour sur les deux roues unitaires. Les pales 82 ont ainsi la forme générale de chevrons le sens de rotation de la roue étant celui indiqué par la flèche curviligne 4. Les profils incurvés des pales RI ou 82 évitent le passage en un seul temps d'une aube telle aue 51 dans un plan perpendiculaire au flux de tabac, plan horizontal dans le cas de la figure 1 et symbolisé par le trait mixte 71. Au contraire, la ligne d'extrémité 93 ou 95 d'une pâle-incurvée ne coupe Iedit plan perpendiculaire, au cours de la rotation de la pâle, qu'en un ou deux points suivant le cas de la figure 3 ou de la-figure 4, ce ou ces points decri- vant d'ailleurs toute cette ligne d'extrémité pendant que la pale traverse ce plan.Même dans le cas d'une roue travaillant seule vis-à-vis d'une portion de conduite, parallèle à la direction du flux,- on éviterait le cisaillement brutal de la veine provoquée par le passage d'aubes-telles que 51 en employant une roue comme représentée à la figure 3 ou à la figure 4. Dans ltexemple montré sur la figure 1, les roues de ce type sont utilisées par paires (61-62 ; 63-64). Les lignes d'extrémité des pales de ces roues décrivent, par totation decelles-ci, des cvlindres de révolution On obtient un entraînement énergique du tabac en faisant en sorte que ces cylindres soient presque tangents suivant leur génératrice contenue dans le plan des axes de rotation et que le point (ou les points dans le cas de la figure 4) où le bord d'attaque d'une pale recoupe cette génératrice soit en coincidence avec le point homologue du bord d'attaque d'une pale sur la roue antagoniste.Cette dernière condition est réalisée Si les deux roues d'un couple sont symétriques l'une de l'autre, tant par construction que dans leur mouvement, par rapport au plan perpendiculaire au plan des axes de rotation le long dengénératrice de tangence des cylindres. De cette façon, à chaque instant, des brins dé tabac sont brièvement pincés et tirés entre les deux roues, dans des zones quasi ponetuelles, réparties alternativement sur toute la longueur de la ligne de tangence pendant la rotatIon des roues. Le flux de scaferlati est ainsi énergiquement sollicité en permanence au moins en un point sans qu'aucune déformation périodique de l'ensemble de la veine affluente ne soit introduite.Au contraire, à I'arret des roues, on aura toujours au moins une zone de blocage de la veine au point (aux points) de quasi-contact des lignes d'extrémité des pales alors que de, part et d'autre, ne s'ouvrira qu'un pasage sineux OìX l'écoulement gravitaire du tabac s'accompagnerait en outre de cheminements latéraux. On comprendra aisément que, si le tabac est suffisamment "chevelu" (e'est-à-dire si les brins sont longs et entemêlés), un rôle dtobturateur pourra être confié au couple de roues inférieures, d'autant plus que leur diamètre extérieur sera faible par rapport à leur longueur. Revenant sur la figure 3, on constatera qu'une roue à pales hélicordales telle que représentée, tournant par exemple dans le sens de la flèche f3, introduira dans le flux de matière une composante de vitesse tranversale, diri- gée suivant l'axe de la roue et dans le cas présent d'avant en arrière du plan de la figure. Deux roues antagonistesayant le sens du pas de leurs pales inversé mais tournant en sens contraire, cette composante ne sera pas absorbée sur l'ensemble du couple et pourra, si le diamètre extérieur du cylindre de révolution décrit est important par rapport à sa longueur, entraîner un deplace- ment notable et genant du flux dans un sens transversal à sa direction principale.L'emploi de pales en "chevron" comme sur la figure 4 est un remède efficace contre cette anomalie. Le sens de rotation étant celui de la flèche f4, les poussées latérales introduites par les demi-pales gauches et droites ne peuvent avoir pour effet que de vreceXtrer le flux du tabac en le décollant légèrement des parois avant et arrière du distributeur selon la figure 1. On supprime ainsi presque totalement le frottement du flux de tabac sur ces parois frontales et les effets parasites qu'il peut avoir. On peut également atténuer les inconvénients de l'effet de paroi sur les faces latérales telles que 17 et 18 des couloirs de chute du scaferlati 7t, 12, ou t3 en leur donnant une légère divergence conte représenté au dessin.On peut aussi faciliter Ia pénEtration du tabac dans ces couloirs en plaçant entre te de chacun deux petits cylindres rotatifs tels que 65 et 66, tangents chacun à une des roues à pales du couple inférieur coRQtc 63 et 64) et à une paroi latérale du couloir 17 eu 18. Ces cylindres, de preerence lisses, tournent à grande vitesse et assurent la continuite du passage entre distributeur proprement dit et couloir. Ils jouent vis-à-vis des roues 63 et 64 le role de racleurs et sont à leur tour raclés par 1'arête supérieioedes parois 17 ou 18. Pour une marche en continu du distributeur, la rotation de toutes les roues à picots ou à pales hélicordales (ou en chevron) peut étre simultanée, les vite sa ses de rotation étant choisies de manière à ce que le débit assuré par chaque couple soit égal à celui du couple amont. On peut également subordonner la mise en mouvement d'un couple de roues à la nécessité de réapprovisionner une section de veine située en aval, nécessité constatée par des capteurs appropriés (cellules photo-électriques par exemple). Meme en cas de marche discontinue, on peut ainsi réaliser une alimentation régulière en évitant toute rupture dans la colonne de scaferlati. Notons par ailleurs que les racleurs 31 et 32 passant entre les picots des roues 28 et 27 seront avantageusement des lames d'acier à ressort, incurvées comme représenté sur le dessin et encastrées dur leur appui 33. Ils appuieront ainsi légèrement sur le bord extérieur des pales des roues 61 ou 62, eschant ainsi toute sortie de brins à ce niveau. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour assurer ltentraînement d'un flux de matière fibreuse, du type comprenant a cet ef èt au moins un organe propulseur muni d'au moins une pale et emmené en rotation autour d'un axe orthogonal à la direction d'entraînement du flux, le bord d'attaque d'une pale définissant au cours de sa rotation un volume de révolution qui pénètre dans la voie de passage du flux de matière, voie qui comporte une section plane d'étranglement au droit de l'axe de rotation, caractérisé en ce que ledit bord dtattaque est incliné par rapport à cet axe de telle sorte que, pendant l'essentiel de la rotation sur lui-même dudit organe de propulsion, un bord d'attaque traverse en au moins un point la section d'étranglement de la voie de passage. 2 - Dispositif conforme à la revendication 7 caractérisé en ce que le bord d'attaque d'une pale traverse le plan de la section d'étranglement suivant une incidence faible. 3 - Dispositif conforme à-la revendication t ou à la revendication 2 caractérisé en ce que le bord d'attaque d'une pale traverse le plan de la section d'étranglement suivant une incidence constante en valeur absolue. 4 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3 carac tCrisé en ce que le bord d'attaque d'une pale traverse presque toujours la section d'étranglement en deux points distincts. 5 - Dispositif conforme à la revendicaton 4 caractérisé en ce que les deux points définis ci-dessus se rapprochent l'un de l'autre au cours de la rotation de la pale. 6 - Dispositif conforme à lune quelconque des revendications 1 à 5 carac térisé en ce que le volume de révolution défini par la rotation d'un botd d'attaque est un cylindre. 7 - Dispositif conforme à la revendication 6 caractérisé en ce que un bord d'attaque dessine au moins une portion d'hélice sur le cylindre de révolution qu'il engendre. 8 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 7 à 7 caractérisé en ce que deux-organes propulseurs alunis de pales à bord d'attaque incliné sur leur axe de rotation coopèrent de part et d'autre de la voie passage de la matière. 9 - Dispositif conforme à la revendication 8 caractérisé en ce que les volumes de révolution définis par la rotation des bords d'attaque de deux organes propulseurs coopérant sont sensiblement tangents. 10 - Dispositif conforme à la revendication 8 ou à la revendication 9 ca caractérisé en ce que deux organes propulseurs coopérant sont construits et emmenés en rotation en parfaite symétrie par rapport au plan de symétrie de leur axe de rotation.