Brevet FR2281786A1 — publié le 19760312

L'invention concerne un appareil pour le traitement continu de ma: tière en grains, en particulier pour le mélange de sables de fonderie et de deux constituants d'un liant, appareil comprenant un mélangeur prirai- re qui sert à mélanger le sable au premier constituant et un mélangeur secondaire qui sert à incorporer le deuxième constituant. Lorsqu'on mélange des sables de fonderie à deux constituants généralement liquides d'un liant1 il est avantageux de mélanger séparément et successivement chacun des deux constituants au sable pour empêcher les deux constituants de se combiner avant dtimprégner le sable. A cet effet, on connatt par exemple un appareil dans lequel on mélange successivement les deux constituants au sable dans deux mélangeurs différents. Le mélangeur primaire comprend une vis mélangeuse et transporteuse disposée horizontalement qui est entraînée par un moteur, mélange au premier constituant - le durcisseur - le sable introduit à une extrémité et transporte le tout Jusqu'à l'ouverture d'entrée du mélangeur secondaire.Celui-ci comprend un arbre entratné séparément, disposé verticalement dans une enveloppe cylindrique et auquel sont fixés des organes mélangeurs, le deu xieme constituant - le liant - étant introduit dans le sable à l1extrémi- té supérieure par un plateau centrifuge. L'inconvénient de cet appareil réside dans la construction encoabran- te et conteuse, dans la nécessité d'un entrainement à deux moteurs, dans la durée du passage du sable et dans le travail important qui est nécessaire au nettoyage et à l'entretien. L'invention a pour but de fournir un appareil simple et peu encombrant qui permette de mélanger du sable de fonderie à deux constituants d'un liant en les amenant séparément, en continu, avec un temps mort aussi court que possible au démarrage et à l'arr8t et de faibles pertes de sable et qui puisse être nettoyé et entretenu rapidement et siwplement. Selon l'invention, on y parvient gracie au fait que le mélangeur primaire et le mélangeur secondaire sont disposés l'un au dessus de l'autre sur un arbre commun monté verticalement et pouvant être entraîné et sont entourés d'une enveloppe extérieure formant une chambre co-une. L'invention est décrite ci-après et représentée à titre d'exemple sous forme simplifiée par les dessins annexés sur lesquels la Figure 1 est une coupe longitudinale d'un exemple dtesécution servant à traiter une matière en grains; la Figure 2 un détail en coupe longitudinale de l'appareil de la Figure 1, montrant en particulier le dispositif d'amenée du deuxième constituant; la Figure 3 une élévation d'un exemple d'exécution d'un élément sé- langeur; la Figure 4 un plan de l'élément mélangeur de la Figure 3. Selon l'exemple d'exécution représenté sous forme simplifiée par la Figure 1, à un support 1 sont fixés d'une part un moteur d'entraînement 3 et d'autre part, dans un moyeu 2 relié au support 1, un arbre commun 4 d'un mélangeur primaire 7 et d'un mélangeur secondaire 8 sont montés de tanière à pouvoir tourner grâce à des paliers 5, 6. L'entratnement de 1' arbre 4 est assuré par le moteur d'entratnement 3 par l'intermédiaire d' une transmission à courroie 9. Au moyeu 2 est reliée une plaque de base 10 à laquelle est fixée, de façon facilement détachable, une enveloppe cylindrique 11 qui forme pour les deux mélangeurs 8, 9 une chambre commu- ne d'un seul tenant 12. A l'extrémité inférieure de l'enveloppe cylindri- que il est disposée une trémie de sortie 13.A la plaque de base 10 est également fixée une enveloppe intérieure 14 qui comprend une partie conique 15 et une partie cylindrique formée d'un anneau fixa 16 et d'un an- neau 17 qui peut coulisser axialement. Dans une chambre intérieure 58 formée par l'enveloppe intérieure 14 pénetrent, par des ouvertures de la que de base 10, un tube d'amenée 18 destiné au sable de fonderie et. un tube d'amenée 19 destiné au premier constituant du liant. En desaous de l'enveloppe intérieure li est disposé, SQr 1 arbre @, un plateau centrifuge 20 qui forte spec t'anneau 17 de l'enveloppe inté- rieure 14 un interstice annulaire 21, Pour régler @@ largeur de l'inters- tice annulaire 21, on fait coulisser axialement l'anneau 17 et on le blo- que contre l'anneau fixe 16 de l'enveloppe intérieure 14, par exemple au ~~ moyen de boulons filetés guidés dans des rainures longitudinales.A la circonférence du plateau centrifuge 20, deux éléments mélangeurs élasti- ques opposés 23 sont disposés de façon facilement interchangeable et de telle sorte qu'ils balaient la paroi intérieure 22 de l'enveloppe exté- rieure cylindrique il, En dessous du plateau centrifuge sont fixés à l' arbre 4, par des étriers de fil métallique 25, quatre autres élements me- langeurs 24 dont deux sont opposés tangentiellement à l'arbre X et tes deux autres, situés en dessous, sont décalés de 90 relativement aux deux premiers. Le mélangeur primaire 7 se termine en dessous des éléments méingetirs 24 et se compose donc de l'enveloppe intérieure 14, du plateau centrifuge 20 auquel sont fixés les éléments mélangeurs 23 et des éléments mélangeurs 24 disposés en dessous. Le mélangeur secondaire 8 qui suit et sert à incorporer le deuxième constituant du liant comprend deux plateaux centrifuges 26 disposés à un petit espacement sur l'arbre 4, des éléments mélangeurs 27 dont la construction et la disposition correspondent à celles des éléments mélangeurs 24, et des pales mélangeuses 49 dont plusieurs - par exemple six - sont distribuées uniformément à la circonférence et disposées sur l'arbre 4, obliquement par rapport à la direction axiale, de telle sorte qu'avec un sens de rotation approprié, la matière à mélanger est transportée vers le bas. Les pales mélangeuses 49 sont également formées de matière élastiques par exemple de plaques de caoutchouc, elles sont facilement interchangeables et disposées de telle sorte qu'elles balaient la paroi intérieure 22 de l'enveloppe cylindrique 11. Entre les deux plateaux centrifuges 26, l'arbre 4 représente des ouvertures de sortie 28 destinées au deuxième constituant, par exemple au liant, qui est amené au mélangeur secondaire 8 par l'arbre 4, au moyen d' un dispositif d'amenée 29. Par la Figure 2, on peut voir les détails du dispositif d'amenée 29 destiné au deuxieme constituant. L'arbre 4 est muni d'un alésage centré 30 qui est lui-mêwe relié par des perforations radiales 31 à un espacement annulaire 32 formé par les deux plateaux centrifuges 26. Dans l'alésage 30 ae arbre tournant 4 est disposé un tube fixe 33 qui est monté par deux paliers 36 dans un coussinet 35 fixé à la poulie 34 qui entraîne 1' arbre 4 et empêche de suivre la rotation par un dispositif de retenue 37. A l'extrémité inférieure du tube fixe 33 est disposée une soupape d'ouverture et de fermeture 38 - dans 1 'exemple représenté, une soupape à siège conique - qui peut êtge ouverte ou fermée par un cylindre 39 disposé à 1' extrémite.supérieure du tube 33, par l'intermédiaire d'une tige d'actionnement 41 reliée à un piston 40, quand le cylindre 39 est alimenté par un agent de pression - par exemple de l'air - par les tuyaux 42, 43. La tige d'actionnement 41 est guidée dansle tube 33 par des ailettes 45. Par un tuyau 44, le deuxième constituant du liant arrive dansla cavité annulaire 46 du tube 33, le joint 47 assurant l'étanchéité entre celle-ci et la cavité de piston 48. Au lieu de la disposition représentée parla Figure 2 pour l'aenée du deuxième constituant par l'arbre 4, il est possible aussi d'introduire ce constituant de l'extérieur, par un ou plusieurs tuyaux fixes, dans 1' espacement 32 entre les deux plateaux z6. ta Figure 3 montre en élévation ét la Figure 4 en plan la fixation des éléments mélangeurs 24, 27 à l'arbre 4. Un étrier de fil métallique 25 est fixé tangentiellement à l'arbre 4 par un élément de serrage 54 et des vis 55. A l'extrémité extérieure de l'étrier 25 est glissée une monture 52 qui est maintenue par l'action de ressort des extrémités du fil, la monture 52 étant munie d'un tourillon 56 et d'un étrier de serrage 53. Une plaque de caoutchouc carrée 50 jouant le r8le d'élément mélangeur est fixée au tourillon 56 par sa perforation 51 disposée au centre et bloqué par l'étrier de serrage 53. Quand la plaque de caoutchouc 50 s'use du c8té 57 qui frotte contre la paroi intérieure 22 de l'enveloppe cylindrique 11, on peut la faire tourner de 900 à la fois jusqu'à ce que les quatre cotés de la plaque soient tous usés, et la remplacer sans grande dépense par une nouvelle plaque de caoutchouc. La longévité d'un élément mélangeur est ainsi multipliée par quatre. L'appareil représenté parla Figure 1 fonctionne comme suit Le sable de fonderie à traiter est amené, depuis un réservoir muni d'un dispositif doseur, par le tube d'amenée 18, au mélangeur primaire 7 à l'intérieur de ltenveloppe intérieure 14. En même temps, en ouvrant une valve, on amène au sable qui tourne avec le plateau centrifuge a0 le premier constituant du liant - par exemple le durcisseur - par le tube d' amenée 19, au moyen d'une pompe doseusePar la rotation à grande vitesse du plateau centrifuge 20, le mélange est. projeté à travers l'interstice annulaire réglable 21 contre la paroi intérieure 22 de l'enveloppe exta- rieure cylindrique 11, il est divisé en particules et il se forme le long de la paroi intérieure un courant annulaire descendant de mélange qui est bien brassé par les éléments mélangeurs 23 et 24. Dans lé mélangeur secondaire 8 est incorporé le deuxième constituant,.i. par exemple le liant. L'amenée s'effectue au moyen d'une pompe doseuse par le tuyau 4C+, le tube 33 Situé à l'intérieur de l'arbre 4 et lesperforations 31, jusqutaux deux plateaux centrifuges 26 d'oA le constituant est amené à l'état finement divisé au courant descendant annulaire de mé- lange et bien brassé avec celui--ci par les éléments mélangeurs 27 et les pales mélangeuses 49, les pales 49 engendrant en outre une action de transport qui évite les accumulations. La soupape 38 disposée un peu avantles ouvertures de sortie assure une amenée exacte du deuxieme constituant, même lors du démarrage et de l'arrêt de l'appareil, car lorsqu'on actionne convenablement la soupape, l'amenée commence- immédiatement lors du démarrage et il ne se produit pas d'amenée persistante lors de l'arrêt. L'avantage de l'aîenee par Sitar bre 4 est qu'aucun tuyau menant de l'extérieur aux plateaux centrifuges n'entrave le retrait de l'enveloppe cylindrique 11. Outre un bon brassage du sable avec les deux constituants du liant, les éléments mélangeurs 23, 24 et 27 ont en outre pour rôle de maintenir propre la paroi intérieure 22 de l'enveloppe cylindrique, ce qui est obtenu par le frottement des éléments mélangeurs élastiques 23, 24, 27 contre la paroi intérieure 22, le recouvrement le long de la paroi intérieure re pár les éléments mélangeurs décalés successivement de 90 le long de l'arbre 4 empêchant complètement la formation d'incrustations, ce qui facilite notablement le retrait de l'enveloppe cylindrique Il en vue de 1' entretien et du nettoyage de l'appareil.Par suite de l'action de mélange des éléments mélangeurs élastiques, meilleure que celle d'ailettes mélan- geuses rigides, et de la distribution fine des deux constituants au moyen du plateau centrifuge, on obtient un bon brassage m*se avec une petite longueur, ce qui permet une diminution notable des pertes de sable. La disposition du mélangeur primaire et du mélangeur secondaire sur un tige arbre pouvant être entraRné, avec une enveloppe cylindrique formant une chambre commune, selon l'invention, permet une constrection si- ple, peu encombrante et facile à entretenir d'un appareil servant a mélanger une matière en grains à deux constituants dtun liant et cet appa- reil assure un fonctionnement économique et une bonne action de mélange. REVENDICATIONS 1.- Appareil pour le traitement continu de matière en grains, en particulier pour le mélange de sables de fonderie et de deux constituants d' un liants appareil comprenant un mélangeur primaire qui sert à mélanger le sable au premier constituant et un mélangeur secondaire qui sert à in incorporer le deuxième constituant et caractérisé par le fait que le mélangeur primaire et le mélangeur secondaire sont disposés l'un au dessus de l'autre sur un arbre commun monté verticalement et pouvant être entratné et sont entourés d'une enveloppe extérieure formant une chambre commune. a.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mélangeur primaire comprend un plateau centrifuge disposé sur marbre et formant, avec une enveloppe intérieure fixe disposée au dessus, une chambre intérieure présentantun interstice annulaire, ainsi que des élé mentis mélangeurs élastiques disposés avec décalage entre eux à la circonférence du plateau et en dessous, sur l'arbre, et balayant la paroi intérieure de 1'enveloppe extérieure. 3.- Appareil selon la revendication i, caractérisé par le fait que le mélangeur secondaire comprend deux plateaux centrifuges disposés sur 1' arbre et entre lesquels se trouvent des ouvertures de sortie d'un. dispositif d'amenée du deuxième constituant, ainsi que des élémentsmélangeurs et pales mélangeuses élastiques, disposés avec décalage en dessous, sur l'arbre, balayant la paroi intérieure de l'enveloppe extérieure. 4. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'enveloppe extérieure est cylindrique et peut facilement étre retirée vers le bas. 5.- Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les extrémités des tubes d'amenée du sable de fonderie et du premier constituant sont disposées à l'intérieur de l'enveloppe intérieure du mélangeur primaire. 6.- Appareil selon l'une des revendicatons 1 et 2, caractérisé par le fait que l'interstice annulaire peut être réglé par coulissement axial d'un anneau de ltenveloppe intérieure. 7.- Appareil selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que le dispositif d'amenée du deuxieme constituant est placé dans un alésage centré de l'arbre et que des perforations radiales forment les ouvertures de sortie du deuxième constituant. 8.- Appareil selon l'une des revendications 1 et 7, caractérisé par le fait que le dispositif d'amenée est formé d'un tube fixe équipé à son extrémité inférieure d'une soupape d'ouverture et de fermeture et muni de moyens d'actionnement de la soupape. 9.- Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les éléments mélangeurs élastiques sont formés de plaques de caoutchouc carrées interchangeables qui sont fixées dans une monture par une perforation centrale et bloqués contre la monture par un étrier de serrage 10.- Appareil selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que les pales mélangeuses disposées tout en bas sur l'arbre sont placées obliquement de telle sorte qu'avec un sens de rotation approprié, il se produit une action de transport de la matière vers le bas.