Brevet FR2285970A1 — publié le 19760423

l'invention concerne un dispositif servant au malaxe de matériaux de construction, en particulier de béton, avec une cuve de mixage cylindrique, dans laquelle sont disposés des organes de mixage à mouvement circulaire. On connait un malaxeur à cuve avec un seul arbre, dont l'arbre d'entraînement du mécanisme mélangeur porte un transporteur à vis sans fin en deux parties et des porte-ailettes, sur lesquels sont disposées des ailettes se trouvant au-dessus du transporteur hélicoïdal (brevet britannique 888 041).Le transporteur hélicoïdal doit servir à enlever la matière à mélanger du milieu de la cave mélangeuse pour l'envoyer vers les parois en bout de la cuve alors que les ailettes sont destinées à prendre la matière à mélanger près des parois en bout de la cuve mélangeuse pour la renvoyer vers le point de partage de la vis sans fin situé au milieu de l'arbre de mécanisme de mélange A cet effet, les parties de vis sans fin et les ailettes sont disposées face à face surIes deux moitiés d'arbre, aussi bien en ce qui concerne l'inclinaison que la position.On était parti de l'idée qu'il se créait ainsi quatre zones de mélange à l'intérieur de la cuve mélangeuse, ces zones étant parcourues en contre-courant par la matière à mélanger à l'intérieur de laquelle il se produit en outre une sorte-d'échange, du fait du recoupement de la position des ailettes. En pratique, il s'est cependant avéré que la répartition escomptée du flux de matière en quatre courants distincts devant circuler deux par deux en sens contraire et se recoupant au milieu ne se produisait pas avec l'ampleur prévue au départ. Il se produit plutôt un tassement de la matière au milieu de l'arbre, à l'endroit où se divise le transporteur à vis, et l'échan- ge régulier de matière d'un côté du dispositif vers l'autre côté ne se fait que dans une trop faible mesure. Il existe également un système pour mélangeur à cuve à un seul arbre dans lequel on dispose au-dessus de l'arbre, une vis sans fin intérieure fixée à des bras-supports, au-dessus de laquelle sont disposées des ailettes extérieures également fixées à des bras-supports. Dans ce système, la vis sans fin intérieure est conçue de telle manière qu'elle envoie constamment la matière à mélanger d'une extrémité axiale de la cuve à l'autre, les ailettes extérieures épousant la forme du sens de marche de la vis sans fin tout en étant disposées, l'une par rapport à -l'autre, de telle façon qu'elles renvoient en sens inverse la matière faisant ltobjet du malaxage (brevet allemand 1 459 258). Ce mélangeur n1 engendre donc que deux courants de matière mélangée et lléchange de matière est donc plus rapide que dans un mélangeur à quatre zones. Cette expérience ainsi que la construction simplifiée sont aussi les raisons pour lesquelles le mélangeur à deux zones stest répandu rapidement dans le domaine des techniques de préparation du béton. Ce n'est qu'avec l'évolution de la centralisation des techniques de préparation du béton, dans le contexte d'une utilisation accrue de béton transporté et du développement parallèle des dimensions des mélangeurs, lesquels, dans les installations centrales de préparation de béton, ont souvent une capacité de 3000 1, qu'il s1 est avéré que des limites aussi bien économiques que techniques sont fixées aussi au mécanisme mélangeur à deux zones qui a pourtant fait ses preuves.Dans le cas de telles masses de matière il n1 est plus possible d'engendrer des courants ayant une direction bien déterminée et dirigée et dont les flux pourraient pratiquement se superposer comme c'était le cas dans les mélangeurs d'une contenance jusqu'à 1500 1 A cela s'ajoute le fait que pour les-mélangeurs à deux zones, de dimensions plus grandes, la puissance a'entraînement requise est trop importante, parce qu'il est exigé de pouvoir effectuer le démarrage du mélangeur chargé. la puissance nécessaire à cet effet n1 est presque jamais demandée, en pratique, mais l'én- traînement doit être conçu de manière à pouvoir démarrer à plai- ne charge, le cas échéant, ce qui signifie une augmentation des coûts de fabrication et d'exploitation, L1introduction de nouvelles sortes de béton avec des agrégats légers pour la production de pièces ou éléments préfabriqués a apporté en outre des problèmes supplémentaires pour la technique du malaxage du béton. il stagit, en ltoccurence, de mélanger dans un temps aussi court que possible une grande quantité de matériaux courants servant d'agrégats, tels que le sable et le gravier, avec des mousses synthétiques ou de l'argile boursoufflée, ce mélange devant être aussi régulier que possible, de manière à ne pas détériorer les particules sensibles des agrégats légers. lià aussi, les mélangeurs usuels servant au travail du béton lourd normal ne sont la plupart du temps pas appropriés. Il en est résulté la nécessité de la présente invention, -selon laquelle il fallait créer un dispositif de malaxage des mélanges servant à la réalisation des matériaux de construction, ayant les avantages de la conception plus avantageuse du mélangeur à cuve qui permet de faire tout aussi bien du béton léger que du béton lourd, tout en éliminant les inconvénients des mélangeurs usuels. Selon l'invention, le problème a été résolu en disposant à ltlntérieur du melangeur à cuve, devant les parois en bout et décalés d'lm angle de 1800 l'un par rapport à l'autre, deux bras-supports à disposition radiale et mouvement circulaire, portant chacun une lame ou aize mélangeuse, chacune des parois en bout de la cuve étant traversée par un arbre porteur d'un organe mélangeur supplémentaire dont la course passe devant le bras-support correspondant. L'entraînement des bras-supports et des lames mélangeuses qu y sont fixées s'effectue par un système d'entraînement à synchronisation forcée avec un ou deux moteurs, dont la puissance est ensuite transmise par des jeux de pignons ou par des roues à chaînes et qui servent à maintenir les 1800 de décalage des deux bras-supports, l'un par rapport à l'autre, pendant la marche de l'ensemble du dispositif, Les organes malaxeurs supplémentaires ont, par contre, un fonctionnement indépendant l'un de l'autre, celui-ci se faisant au moyen de deux ensembles moteurs-réducteurs électriques ou à l'aide de deux moteurs hydrauliques. De ce fait, les deux organes malaxeurs auxiliaires peuvent être actionnés dans les sens de rotation choisis, c'est-à-dire dans le même sens ou dans le sens opposé à la marche des lames mélangeuses, avec une vitesse angulaire arbitraire, égale ou inégale, correspondant au régime le plus avantageux pour les différents composants du mélange La forme des organes malaxeurs auxiliaires peut, elle aussi, varier et être de conception différente, en forme de fourche, d'ailette, d'hélice ou de bras pétrisseur, car ces organes sont facilement interchangeables, leur accessibilité n' étant pas gênée par des arbres qui se trouvaient autrefois disposés dans la cuve Afin que les parois en bout de la cuve mélangeuse restent propres, un râcleur est disposé devant chaque bras-support par rapport au sens de marche de celui-ci. Afin de les garantir contre ltusure, les surfaces internes du bac mélangeur, des bras-supports, les surfaces de travail des lames mélangeuses et les organes mélangeurs auxiliaires sont recouverts de carreaux amovibles en matériaux durs. Pour les-outils mélangeurs auxiliaires il suffit aussi, le cas échéant, d'une couche d'apport par soudage de matériaux durs. Des essais pratiques avec un malaxeur de 2000 1 conforme à l'invention ont montré que les avantages du dispositif mélangeur résident dans l'absence de l'arbre traversant habituellement llensemble de la cuve mélangeuse, l'emplacement de cet arbre étant occupé à présent par des organes mélangeurs supplémentaires, L'ancien arbre central constituait dans son environnement un espace mort pour le processus de malaxage et ne faisait que favoriser la formation nuisible de rouleaux, ainsi que l'aggluti- nation des matières à mélanger. À cet endroit critique se trouvent maintenant les organes mélangeurs auxiliaires, lesquels évitent toute agglomération de matière et empêchent que ne se forme le moindre espace mort perdu pour le malaxage. Même les mélanges extrêmement secs, tels que ceux qui sont employés pour la réalisation du béton pour les couches extérieures, constitué seulement de sable et de ciment de haute qualité et travaillé avec un rapport eau/ciment de seulement 0,18 à 0,25, ont pu être intimement mélangés sans difficultés. Les mêmes bons résultats ont été obtenus avec le béton léger, auquel avait été adjointe une forte proportion de mousse synthétique; on a obtenu dans ce cas l'avantage supplémentaire d'une bonne conservation des particules de matière synthétique qui n'avaient pas été écrasées. Entant donné que la réalisation de béton lourd normal ne présentait elle non plus aucune difficulté, mais qu'elle n'offrait que des avantages du point de vue du temps de malaxage et de l'homogénéité, il a donc été créé un mélangeur de grandes dimensions pour la réalisation universelle de toutes les sortes usuelles de béton. On comprendra-bien l'invention à laide de la description qui va suivre, dtun mode de réalisation du dispositif selon l' invention, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: Fiv.1 est une perspective arrachée du dispositif de malaxage selon l'invention; Pigez est une vue axiale du dispositif de malaxage de la igure 1, à partir d'une paroi en bout; Fig.3 montre le dispositif de malaxage de la fig.1 et les moyens d'entraînement des lames mélangeuses. Fig.4 montre le dispositif de malaxage de la fig.3, et les moyens d'entraînement des organes mélangeurs auxiliaires. Dans le bâti 1 du malaxeur est disposé horizontalement une cuve mélangeuse 2 en forme de tambour. Des parois en bout 3, 4 de la cuve mélangeuse 2 s'étendent des bras-supports 5, 6 à disposition radiale et mouvement tournant, décalés de 1800 lt un par rapport à Itautre. Les bras-supports 5, 6 portent des lames mélangeuses 7, à forme hélicoïdale qui s'étendent axialement sur plus de la moitié de la cuve et présentent un angle d'attaque dtenviron 30% devant es bras-supports 5, se deux vent aes outils mélangeurs auxiliaires 9, 10 à llintérieur de ltespace non balaye par es lames mélangeuses 7, 8. Les organes mélangeurs auxiliaires peuvent être conçus en forre e fourche, en forme d'ailette, en forme d'hélice ou en forme de bras malaxeur et qu'ils sont interchangeables. lit entraînement des lames mélangeuses 7, 8 s'effectue au moyen de deux moteurs 11, 12 dont Ses sorties sont synchronisées par un embrayage 13. L'arbre de sortie de chaque moteur entraîne le bras-support 5, 6 correspondant par une chaîne 14, une roue à chaîne 15 et un arbre creux 16.Indépendamment de ce mécanisme, les deux outils mélangeurs auxiliaires 9, 10 sont entraînés par deux moteurs-réducteurs 17, 18 par I1intermédiai- re de chaines 19, 20, de roues a chaîne 21 et d'arbres 22 situes dans les arbres creux 16. Cnacun des deux outils mélangeurs auxiliaires 9, 10 peut être actionné dans un sens de rotation propre quelconque et suivant une vitesse angulaire égale ou iné- gale pour Z es deux outils. Un racleur 24, 25 est disposé en avant de chacun des bras supports 5, 6 par rapport au sens de rotation des bras 5, 6 montré par la flèche 23, ces racleurs balayant toute ia urface intérieure des parois en bout 3, 4, de la cuve mélangeuse 2. La surface intérieure de la cuve 2, les bras-supports 5, 6 et les surfaces actives des lames mélangeuses 7, 8 sont recouverts de carreaux amovibles de protection anti-usure 26. Les outils mélangeurs auxiliaires 9, 10 sont pourvus d'une couche d'apport par soudage de matériaux durs. La cuve 2 est, bien entendu, pourvue à sa partie supérieure, dtune ouverture permettant le remplissage et à sa partie inférieure, d'une ouverture de déchargement. Selon une variante, encore plus avantageuse, du même dispositif, on peut entraîner la cuve 2 dans un sens de rotation opposé à celui des bras mélangeurs 7, 8. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour le malaxage de matériaux de construction, comportant une cuve mélangeuse cylindrique dans laquelle se trouvent des organes mélangeurs, caractérisé par le fait que, à l1intérieur de la cuve mélangeuse (2), devant les parois en bout (3, 4) et décalés de 1800 l'un par rapport à l'autre, se trouvent deux bras-supports (5, 6) à disposition radiale et mouvement tournant, portant chacun une laie ou aile mélangeuse à forme hélicoïdale qui s'étend axialement au-delà du milieu de la cuve (2), chacune des lames mélangeuses (7, 8) étant reliée à son bras-support respectif, les parois en bout étant traversées chacune par un arbre (22) sur leouel est disposé un organe mélangeur auxiliaire (9, 10) qui parcourt 1' espace situé devant les bras-supports (5, 6). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'entraînement des bras-supports (5, 6) et des lames mélangeuses (7, 8) qui y sont fixées est à synchronisation forcée par nn embrayage (13) et deux moteurs d'entraînement (11, 12). 3.- Dispositif selon l'une des'pevendications 1 et 2, ca ractérisé par le fait que pour l'entraînement des deux organes mélangeurs auxiliaires (9, 10), il est prévu deux mécanismes de commande régulateurs séparés (17, 18), pour obtenir sélectivenient l'un ou l'autre des sens de rotation identique ou opposé à celui des lames mélanguses (7, 8) et une vitesse angulaire pouvant être 'déterminée séparément pour chacun des deux organes mélangeurs auxiliaires. 4.- Dispositif selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que les organes mélangeurs auxiliaires (9, 10) peuvent etre conçus en forme de fourche, en forme d'ailette, en forme d'hélice ou en forme de bras malaxeur et qu'ils sont interchangeables. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le -aitSet avant des bras-supports (5, 6), dans leur sens de rotation, sont disposés des racleurs (24, 25) qui balaient toute la surface des parois en bout (3, 4) de la cuve mélangeuse. 6.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la surface interne de la cuve mélangeuse (2), les bras-supports (5, 6), les surfaces de travail des lames mélangeuses (7, 8) et les organes mélangeurs auxiliaires (9, 103 sont recouverts de carreaux amovibles anti-usure (26) ou dtune couche d'apport par soudure de matériaux durs.