Brevet FR2135407A1 — publié le 19721222

La présente invention concerne les machines centrifuges comportant un rotor monté sur un arbre d'entraînement et plus particulièrement les machines, telles que les essoreuses centrifuges, dans lesquelles le rotor peut présenter un balourd provenant, par 5 exemple, d'un mauvais chargement du produit à essorer. On sait que lorsque le rotor de ces machinés a du balourd, il se produit des vibrations qui sont transmises à l'arbre d'entraînement et aux paliers qui le supportent et qui peuvent entraîner leur rupture. 10 Diverses solutions, ont été poposées pour remédier à cet inconvénient et, en particulier, celle consistant à prévoir entre le rotor et l'arbre une liaison souple permettant au rotor de se déplacer et de s'orienter librement, dans certaines limites, par rapport à l'arbre, 15 Dans les dispositifs connus, la liaison souple est réali sée par un manchon de caoutchouc ou par un ressort. Cette construction n'est pas utilisable pour les machines de grosse capacité. La machine objet de l'invention est caractérisée en ce que le rotor est lié à l'arbre par un joint de cardan dont le croi-20 sillon ou la pièce qui en tient lieu est déplaçable transversalement par rapport aux axes de l'arbre et du rotor. Le joint de cardan peut être lié élastiquement à l'arbre et au rotor ou le tourillon peut coulisser par rapport à ses supports suivant ses deux axes. 25 Un dispositif amortisseur peut être prévu pour freiner les déplacements transversaux du croisillon. Ce dispositif peut être constitué par un système hydraulique ou par des blocs de caoutchouc convenablement disposés. Dans le cas où l'arbre est encastré à une extrémité et le 30 rotor est monté à son autre extrémité, le joint de cardan peut être constitué par un croisillon muni de quatre tourillons disposés suivant deux axes perpendiculaires et des boîtes à roulements montées sur des tourillons et liées à l'arbre et au rotor, respectivement, par des lames élastiques. Lorsque l'arbre est supporté à ses deux 35 extrémités et le rotor est monté entre les deux extrémités de l'arbre, le croisillon du cardan peut être remplacé par un anneau entourant l'arbre et portant les tourillons. L'arbre de la machine peut être monté sur des paliers fixes ou supportés élastiquement et peut être disposé horizontale-40 ment ou verticalément. 71 15935 * 2135407 Le centre du cardan est situé, de préférence, au voisinage du centre de gravité du rotor. Pour certaines utilisations, il est nécessaire de pouvoir maintenir l'axe du rotor fixe pendant certaines périodes de fonc-5 tionnement. C'est, en particulier, le cas dés essoreuses centrifuges à panier cylindrique où le déchargement du produit essoré est effectué au moyen d'un racleur monté sur un support fixe ; pour éviter que le racleur endommage le tamis recouvrant la paroi du . panier, il faut onpêcher le panier d'osciller, pendant cette opéra-1B tion. Dans ce cas, on prévoit un dispositif de centrage qui réalise une liaison rigide entre l'arbre et le rotor lorsque cela est nécessaire. Ce dispositif peut être constitué par un élément mâle qui peut être déplacé axialement sur l'arbre ou le rotor pour venir se 15 loger dans un élément femelle du rotor ou de l'arbre, respectivement, cet élément mâle étant normalement rétracté pour permettre les mouvements du rotor par rapport à l'arbre. La description qui suit se référé aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non-limitatif, un mode de 20 réalisation particulier de l'invention et sur lesquels : La figure 1 est une vue en élévàtion et en coupe d'une essoreuse centrifuge conforme à l'invention ; La figure 2 est une vue à plus grande échelle et en perspective du système de liaison entre 1'arbre et le panier de 25 l'essoreuse ; La figure 3 est une vue partielle, en coupe, du système de liaison entre arbre et panier équipé d'un dispositif amortisseur; La figure 4 est une vue partielle, en coupe, du système de liaison entre arbre et panier équipé d'un autre dispositif 30 amortisseur ; La figure 5 est une vue,en coupe,du système de liaison entre arbre et panier associé à un dispositif de centrage du panier; La figure 6 montre partiellement en coupe et partiellement en élévationfune variante de réalisation de l'invention ; 35 La figure 7 montre, en coupe, une autre variante de réa lisation de 1'invention ; et La figure 8 est une vue, en coupe transversale» suivant l'axe 8-8 de la figure 7. L'essoreuse représentée sur la figure 1 comporte un pa-40 nier 10 monté à 1'extrémité inférieure d'un arbre vertical 12 sup 71 15935 3 2135407 porté par un bâti 14 par l'intermédiaire des paliers 16 constituant un encastrement. L'arbre est entraîné en rotation par un moteur 18 fixé au bâti. La liaison entre le panier et l'arbre 12 est réalisée par 5 un joint de cardan. Ce joint comporte un croisillon 20 muni de quatre tourillons dont les axes sont concourants et perpendiculaires. Sur ces tourillons sont montés des boîtes à roulements 22. Les deux boîtes à roulements montées sur les tourillons d'un même axe du croisillon sont reliées à un plateau 24 solidaire 10 de l'arbre 12 et les deux autres boîtes sont reliées au moyeu 26 du panier. Chaque boîte à roulements est liée à son support, plateau ou moyeu, par deux lames élastiques en acier 28, disposées en V. 15 Ce montage permet l'inclinaison du panier par rapport à l'arbre, grâce au joint à cardan, ainsi que le déplacement tranver-sal du panier par rapport à l'arbre, grâce à l'élasticité des lames 28. Pour augmenter la sécurité du dispositif, chaque lame 20 peut être divisée, dans 3e sens de la longueur, en plusieurs lamelles ayant la même longueur et la même épaisseur que la lame qu'elles remplacent une largeur égale ou supérieure à l'épaisseur de la lame. Pour amortir les vibrations des lames qui peuvent appa-25 raître en fonctionnement, on peut prévoir un système hydraulique constitué, pair exemple, par des capsules déformables 31, pleines de liquide, reliées entre elles par des tuyauteries 32 ayant une faible section ou comportant une section étranglée 33 et placées entre les lames et leur support de sorte que les vibrations des 30 lames prodisent des déformations des capsules et" "'déplacent le liquide d'une capsule vers l'autre (Figure 3)V On peut également utiliser dans 3e même but des blocs de caoutchouc 29 fixés, aux lames et à leur support, comme représenté sur la figure 4, de façon à freiner les mouvements dés lames. 35 L'arbre 12 est creux et dans l'alésage de cet-arbre, est monté un piston auquel est fixée une tige 30*. L'alésage et le piston constituent un vérin à double effet alimenté à travers des joints tournants. Des alésages sont également percés dans le croisillon 20 et dans le moyeu du panier, ces alésages étant alignés 40 avec l'alésage de l'arbre 12 lorsque l'axe du panier et de l'arbre 71 15935 4 2135407 sont confondus. Le diamètre des alésages du croisillon et du moyeu 26 est tel que la tige 30 puisse s'y engager à frottement doux. En engageant la tige dans ces alésages, on solidarise le 5 panier de l'arbre, ce qui est indispensable pour décharger l'essoreuse au moyen d'un racloir monté sur un support fixe. D'autres moyens connus pourraient évidemment être utilisés dans ce but. En particulier la tige 30' et le piston qui l'actionne peuvent être montés dans le moyeu 26 du panier, comme repré-10 senté sur la figure 5- La figure 6 montre un exemple de réalisation du joint de cardan dans le cas où l'arbre est supporté par des paliers à ses deux extrémités et le panier 10' est monté entre les extrémités de l'arbre. Sur la figure on n'a représenté que le palier inférieur 15 38. Dans ce cas, le croisillon du cardan est remplacé par un anneau 40 entourant 11 arbre 12 * et dont le diamètre intérieur est supérieur au diamètrë de l'arbre, de façon qu'il puisse se déplacer librement, dans des limites données, par rapport à l'arbre. Cet an-20 neau porte quatre tourillons disposés suivant deux axes concourants et perpendiculaires et sur lesquels sont montées les boîtes à roulement 22* qui sont liées à l'arbre et au moyeu du panier, respectivement, par des lames élastiques 28' disposées en V. Le moyeu 26' du panier, est creux pour permettre le passage de l'arbre 12' et son 25 diamètre est supérieur à celui de l'arbre pour permettre les déplacements du panier par rapport à l'arbre. Dans cette réalisation, le système de blocage permettant de maintenir le panier coaxial à l'arbre est constitué par un piston annulaire 42, coulissant sur l'arbre 12' et dont la tête tron-30 conique vient s'emmancher dans une portion tronconique, de forme complémentaire du moyeu. Les figures 7 et 8 montrent une variante dans laquelle le croisillon 50 du joint de cardan liant l'arbre 52 au moyeu du panier 54 peut coulisser dans la direction des axes de ses touril-35 Ions 56 par rapport aux organes de support 58 qui le lient à l'arbre et au moyeu, respectivement. Les tourillons 56 peuvent coulisser dans des coussinets portés par les organes de support 58 et permettant leur déplacement axial et leur rotation ou dans des bagues de glissement montées sur 40 des paliers à roulements. 71 15935 5 2135407 Des ressorts de iç»pel 60 comprimés entre le moyeu du croisillon et les organes de support 58 assurent le centrage du tourillon par rapport à 1'arbre 52 et au moyeu 54 du panier lorsque la machine est au repos. La force de rappel de ces ressorts peut varier de 5 façon non linéaire de sorte que son accroissement pour un déplacement donné du croisillon augmente avec la distance dont se déplace le croisillon par rapport à sa position centrale. Des ressorts 62 comprimés entre les extrémités des organes de support 58 solidaires de l'arbre 52 et du moyeu 54 et les 10 surfaces opposées du moyeu et de l'arbre, respectivement, tendent à maintenir le panier et l'arbre coaxiaux. Un dispositif de blocage identique à celui représenté sur la figure 5 sert à maintenir le panier coaxial à l'arbre lorsque cela est nécessaire. Le joint de cardan est entouré par un soufflet 64 en caout-15 chouc ou . tout autre matériau souple, à section circulaire et dont les extrémités sont serrées sur le moyeu 54 et sur une collerette de l'arbre 52 pour former une chambre étanche qui est remplie de graisse ou d'un autre lubrifiant approprié. Un montage analogue à celui illustré par les figures 7 et 20 8 pourrait évidemment être utilisé dans le cas où 1'arbre est supporté à ses deux extrémités et le panier est monté entre les extrémités de l'arbre, en remplaçant le croisillon du cardan par un anneau entourant l'arbre et muni de quatre tourillons. On pourrait évidemment utiliser dans tous les dispositifs 25 décrits d'autres moyens de rappel élastique et de centrage du croisillon, d'alignement des axes du panier et de l'arbre et d'amortissement des vibrations connus sans sartir du cadre de l'invention. L'invention peut aussi s'appliquer aux machines centrifuges à axe horizontal en prévoyant un dispositif de centrage pour main-30 tenir l'arbre et le rotor alignés aux faibles vitesses de rotation et à l'arrêt. L'invention est utilisable sur les essoreuses centrifuges de grosse capacité du type employé, en particulier, en sucrerie. 71 15935 6 2135407 REVENDICATIONS 1. Machine centrifuge comportant un rotor monté sur un arbre d'entraînement rotatif, caractérisée en ce que le rotor est lié à l'arbre par un joint de cardan dont le croisillon ou la pièce qui en tient lieu est déplaçable transversalement par rapport aux axes.de l'ar-5 bre et du rotor. 2. Machine centrifuge selon la revendication 1, caractérisée en ce que le joint de cardan est lié élastiquement à lrarbre et au rotor. 3. Machine centrifuge selon la revendication 2, caractérisée en ce que le joint de cardan est lié à l'arbre et au rotor par des lames 10 élastiques, les plans des lames fixées au rotor étant perpendiculaires aux plans des lames fixées à l'arbre. 4. Machine centrifuge selon la revendication 3, caractérisée en ce que les lames sont divisées longitudinalement en plusieurs lamelles. 15 5. Machine centrifuge selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que le joint de cardan est constitué par un croisillon muni de quatre tourillons disposés suivant deux axes concourants et perpendiculaires et des boîtes à roulements ou des paliers montés sur les tourillons et liés à l'arbre et au rotor, respectivement, par 20 des lames élastiques. 6. Machine centrifuge selon la revendication 3 ou 4, caractérisée én ce que le joint de cardan est constitué par un anneau entourant l'arbre, dont le diamètre intérieur est nettement supérieur au diamètre de l'arbre et qui porte quatre tourillons disposés suivant 25 deux axes concourants et perpendiculaires et des boîtes à roulements ou des paliers montés sur les tourillons et liés à l'arbre et au rotor, respectivement, par des lames élastiques. 7.Machine centrifuge selon la revendication 1, caractérisée en ce que les tourillons du croisillon ou de la pièce qui en tient lieu 30 peuvent coulisser axialement sur leur support. 8. Machine centrifuge selon la revendication 7» caractérisée par un dispositif de rappel, élastique qui tend à maintenir le centre du croisillon sur les axes de l'arbre et du rotor. 9. Machine centrifuge selon la revendication 1, caractérisée en ce 35 qu'elle comporte un dispositif amortisseur qui freine les déplacements transversaux du croisillon ou de la pièce qui en tient lieu. 10. Machine centrifuge selon la revendication 9, caractérisée en ce que le dispositif amortisseur est un système hydraulique constitué par des capsules déformables remplies de liquide et reliées entre 71 15935 7 2135407 elles par des tuyauteries comportant un étranglement, les déplacements transversaux du croisillon provoquant la-déformation des capsules. 11. Machine centrifuge selon la revendication 9, caractérisée en ce 5 que le dispositif amortisseur est constitué.^par-des blocs de caoutchouc dont la déformation'est provoquée par les déplacements transversaux du croisillon ou de la pièce qui en tient lieu. 12. Machine centrifuge selon la revendication 1, caractérisée en ce que le centre du joint de cardan est situé au voisinage du centre 10 de gravité du rotor. - 13. Machine centrifuge selon la revendication 1, caractérisée en ce que 1•arbre ou le rotor porte un élément, mâle qui peut être déplacé axalement pour venir s'engager dans un élément femelle complémentaire prévue sur le rotor ou sur 1'arbre pour solidariser 1'ar- 15 bre et le rotor et maintenir leurs axes eh alignement. 14. Machine centrifuge selon la revendication 1, caractérisé par un dispositif élastique qui tend à nsLntenir les axes de l'arbre et du rotor en alignement. 15. Machine centrifuge selon la revendication 1, caractérisée en 20 ce que le joint de cardan est entouré d'un manchon souple fixé a l'arbre et au rotor et formant une chambre étanche qui est remplie d"un lubrifiant approprié .