Brevet FR2306910A1 — publié le 19761105

La présente invention concerne un alimentateur à vis transporteuse. Les appareils permettant des modes de traitement d'une matière pulvérulente ont jusqu'à présent échoué pour différentes raisons. Lorsqu'il s'agit en effet d'une matière en poudre fine, telle que la poudre d'aluminium, les très petites particules d'aluminium passent à travers les paliers et les joints d'étan chéité, en occasionnant des risques de défaillance et de fuite. La poudre d'aluminium possède également la propriété d'agglomération, qui produit réellement de grands morceaux de matière d'aluminium en partant de la poudre lorsqu'elle est emprisonnée entre deux surfaces frottantes ou en mouvement. L'agglomération de la matière d'aluminium avait pour résultat l'obstruction de l'appareil alimentateur. Un appareil tel qu'un alimentateur vibratoire du type à vis transporteuse, par exemple, a échoué en raison d'une certaine agglomération de l'aluminium et d'une détérioration des joints d' étanchéité. L'appareil alimentateur de la présente invention est construit pour éviter que l'aluminium à l'état de poudre fine, ou toute autre matière pulvérulente alimentée, ne passe dans les paliers et dans les joints d'étanchéité, et pour empêcher le tassement ou l'agglomération de la matière alimentée. Ce but est atteint en concevant tous les organes internes avec des grands intervalles. Les spires sont fabriquées de manière à ne pas emprisonner, à chaque extrémité de l'alimentateur, la matière alimentée. Les spires sont également conçues avec le souci d'empêcher le tassement de la matière. La figure illustre l'appareil d'alimentation, représentant le carter en coupe transversale avec une vue complète en partie éclatée des paliers et une vue complète de la vis transporteuse et de l'arbre,cet appareil étant établi conformément à l'invention. Sur le dessin, un tube 10 a une première extrémité Il et une seconde extrémité 12. Une bride 13 est fixée à l'extrémité 11 et une bride 14 est fixée de l'extrémité 12. Un tuyau d'entrée 15 est fixé au tube 10 du côté de l'extrémité il par un moyen quelconque, tel que par soudage. Le tuyau 15 comporte semblablement à sa partie terminale une bride 16. Une trémie 17, contenant la matière à alimenter, est reliée par un transporteur 18 à une installation de dosage 19, par exemple, et la matière est ensuite transférée par un tuyau ou par un autre moyen 20 à un tuyau 21,qui est raccordé par une bride 22 à la bride 16. La bride 22 est raccordée à la bride 16 par tout moyen habituel, tels que les boulons 23.Par ailleurs, un tuyau de sortie 25 est relié au voisinage de l'extrémité 12 par tout moyen habituel, tel que par soudage, et comporte à sa partie terminale une bride 26. Un tuyau 27 est monté axialement au-dessus du tuyau de sortie 25 et ménage un accès pour le nettoyage du tuyau de sortie 25. Une bride 28 est montée à la partie terminale du tuyau 27, et une plaque de fermeture 29 est fixée à la bride 28 par tout moyen habituel, tels que des boulons 30. Le tuyau de sortie 25 est raccordé à un second tuyau 35, qui peut être raccordé à n'importe quel système utilisant la matière alimentée dans le tuyau 35, tel qu'à un vase clos, à une cuve de traitement, ou à un autre dispositif.Le mécanisme d'alimentation de la présente invention a été mis en oeuvre dans la préparation des alcools oa l'aluminium, par exemple, alimenté, doit impérativement être dosé et introduit dans un vase clos 36 dans lequel règne une atmosphère contrôlée. Le tuyau 35 est raccordé au tuyau 25 au moyen d'une bride 37. La bride 37 est fixée à la bride 26 par des boulons 38. A chaque extrémité 11 et 12 est fixé un ensemble de palier étanche, indiqué d'une manière générale par les repères 40a et 40b. En examinant soit 40a soit 40b (40~ est identique à 40a), l'ensemble de palier se compose d'un tube 41 solidaire, à chacune de ses extrémités, d'une bride 42 et 43. Le tube 41 loge le mécanisme d'étanchéité, et consiste en des joints d'étanchéité 44 à lèvre. Ces joints d'étanchéité sont bien connus, et sont généralement en caoutchouc et en une matière exerçant une poussée élastique. Ils sont en forme de bague et comportent des lèvres qui s'étendent le long de l'arbre et qui sont sollicités contre l'arbre par la matière exerçant une contrainte élastique, de sorte qu'une obturation est assurée entre le tube 41 et l'arbre. Une bague 45 à gorge comporte une série de trous 46 qui la traver -sent de part en part. Un tuyau 47 passe à travers le tube 41 en regard de la gorge de la bague 45. Une source 50 d'atmosphère inerte est raccordée par un tuyau 51 au tuyau 47 et fournit un moyen pour purger en continu l'air du mécanisme d'étanchéité et celui de l'alimentateur. Un disque 55 de fixation d'un joint d'étanchéité, comportant des échancrures d'alignement 56, est monté axialement à la bride 43. Un disque 57 d'accouplement, de fixation d'un joint d'étan chéité, est monté axialement par rapport au disque 55 et retient un joint d'étanchéité 58, qui est introduit dans une gorge 59 pratiquée dans le disque 55 et est muni d'un joint d'étanchéité tournant 60 butant contre le joint 58 et d'un joint d'étanchéité 61 de calage sollicité contre le joint d'étanchéité 60 par un ressort 62. Un arbre 65, qui traverse axialement le tube 10, a le joint d'étanchéité 61 en contact étroit avec sa périphérie externe. Une bague 66 de retenue est montée d'une manière coulissante autour de l'arbre 65 et contre le ressort 62. On applique la bague 66 contre le ressort 62 jusqu'à ce qu'une force suffisante s'exerce sur le joint d'étanchéité 61 de calage, après quoi on serre des vis de réglage 67, afin d'immobiliser en position la bague de retenue 66. Un tube 70 comporte une bride 71 et une bride 72 montées à chaque extrémité. Les brides 43, 71, et les disques 55 et 57 sont tous retenus par une série d'ensembles 73 de vis et d'écrous. Un palier ordinaire auto-centreur 74 est fixé au moyen de vis 75 à la bride 72 et supporte l'arbre 65. Un moteur 80, qui peut être relié par une boite à engrenages ou par un autre dispositif 81, est accouplé mécaniquement à l'arbre 65 et fait tourner l'arbre dans le sens inverse des aiguilles d'une montre comme indiqué par la flèche 82 (en observant depuis 40b). Fixées à l'arbre 65, se trouvent plusieurs spires. Ces spires sont divisées en quatre sections distinctes. La section 90a est constituée d'une série de spires solidaires de l'arbre 65 et, dans la forme de réalisation préférée, ces spires ont un pas de 25 mm. Les spires indiquées par l'accolade 90b ont un pas de 50 mm et déplacent la matière dans le même sens que les spires 90a. Les spires 90c, semblablement, ont un pas de 50 mm et déplacent la matière dans le même sens que le font les spires 90a et 90b. Les spires 90d ont un pas de 50 mm, mais déplacent la matière dans le sens contraire, en comparaison du déplacement de la matière provoqué par l'action des spires des sections 90a, b et c. Le moteur 80 est mis sous tension, ce qui amène l'arbre 65 à tourner dans le sens de la flèche 82, puis on déclenche l'alimentation de la matière contenue dans la trémie 17. La matière va, par le tuyau ou par le transporteur 18, normalement à l'installation de dosage 19, et ensuite par le tuyau 20 dans le tuyau 21 jusqu'au tuyau d'entrée 15. I1 est évident, bien entendu, qu'une installation de dosage peut ne pas être exigée pour certaines applications et qu'elle n'est incluse ici que pour une description du fonctionnement habituel du système. La matière, transportée au tuyau d'entrée 15, tombe sur les spires 90a en rotation et est alors déplacée dans le sens des flèches 100. Si une certaine partie de la matière va du coté de l'extrémité 11, les spires 90b la déplacent vers les spires 90a et 90c. Etant donné que les spires 90a ont un pas plus petit que celui des spires 90b ou 90c, la matière tombant sur les spires 90a est mise en mouvement vers un espace ayant un volume plus grand ; par conséquent, la matière ne peut pas s'agglomérer ou se comprimer pour former une masse solide. A mesure que la matière quitte l'extrémité des spires 90c pour tomber dans le tuyau de sortie 25, une certaine partie de la matière peut aller du côté de l'extrémité 12, en particulier si la vitesse d'alimentation est élevée. Si cela se produit, les spires 90d ramènent la matière dans le sens de la flèche 101, vers le tuyau de sortie 25. Le système d'alimentation peut s'adapter particulièrement à un système exigeant l'absence totale d'air, par exemple dans la préparation des alcools. Durant la préparation des alcools, l'aluminium pulvérulent est introduit dans une cuve de réaction qui forme une substance extrêmement dangereuse et explosive. Toute introduction d'air dans cet environnement provoque un incendie ou une explosion. L'alimentateur décrit ici fournit un alimentateur idéal pour une application de ce genre. En examinant l'ensemble des paliers et des joints d'étanchéité 40a et 40b, une atmosphère inerte provenant de la source 50 est fournie à la bague à gorge 45 à l'aide du tuyau 51 et du tuyau 47. Les joints d'étanchéité 44 à lèvre interdisent à l'aluminium d'aller vers la bague 45 et interdisent aussi à l'air de s'infiltrer vers la bague 45 ; toutefois, étant donné que la source 50 est sous pression, toute fuite dans l'un ou l'autre sens amène l'atmosphère inerte à se déplacer dans le sens de la fuite. Dans ce but, les trous ou ouvertures 46 ménagent une communication entre les deux côtés de la bague 45. Dans ces conditions, l'atmosphère inerte peut passer non seulement le long des joints d'étanchéité côté sommet des joints, mais aussi sur les joints d'étanchéité côté arbre. Les brides 42 et 43 et leur bride d'accouplement 13, les disques 55, 57, et la bride 71 en même temps que les échancrures d'alignement 56, ménagent un trajet offrant une résistance extrêmement élevée à l'écoulement pour l'air entrant et pour l'atmosphère inerte quittant le mécanisme d'étanchéité, en interdisant en outre à l'air de s'infiltrer dans l'alimentateur à vis transporteuse. L'arbre 65 est, de plus, rendu étanche pendant sa rotation par le second jeu de joints d'étanchéité comprenant le joint d'étanchéité 58, qui est fixé par emmanchement au disque 55 et qui est bloqué en place par le disque 57. Le joint d'étanchéité 60 est un joint tournant, qui porte en rotation sur la surface du joint d'étanchéité 58. Le joint d'étanchéité 61 de calage s'ajuste étroitement autour de l'arbre 65 et se coince dans la face inférieure du joint d'étanchéité 60.Le joint d'étanchéité 61, semblablement, tourne avec l'arbre 65 et est sollicité contre la face inférieure du joint d'étanchéité 60 par le ressort 62. La bague de retenue 66 fournit la force de maintien pour le ressort 62, de sorte que les joints d'étanchéité 44, en combinaison avec les joints d'étanchéité 58, 60 et 61, fournissent un moyen extrêmement efficace pour empêcher que l'air ne s'infiltre dans le tube d'alimentation 10 et, en outre, fournissent un moyen pour garnir d'atmosphère inerte la partie intérieure du tube 10, les joints d'étanchéité 44 et le tube 41. Le palier 74 est un palier auto-centreur et est monté d'une manière qui interdit rigoureusement à l'aluminium de pénétrer dans le palier. L'aluminium qui pourrait éventuellement trouver son chemin au-delà de tous les joints d'étanchéité précités tomberait dans l'intérieur même du tube 70. Par ailleurs, une ouverture 103 ménage un accès pour la mise en place des vis de retenue 75, et fournit aussi de ce fait une possibilité d'élimination de l'aluminium hors du tube 70. Eu égard à ce qui précède, il est impossible que l'aluminium puisse endommager les paliers. Une forme de réalisation construite et utilisée dans une entreprise de préparation d'alcools en tant qu'appareil pour introduire de l'aluminium pulvérulent dans une cuve de réaction peut traiter 1360 kg d'aluminium pulvérulent par houri. Lorsque l'alimentateur est accouplé à un dispositif d'affichage de la densité et à un régulateur de vitesse, le système devient totale ment automatique. Alors que, normalement, la pression impliquée dans la plupart des réactions est extrêmement faible, l'alimentateur décrit cidessus peut fonctionner avec des pressions extrêmement élevées, ce qui lui confère une caractéristique supplémentaire en matière de sécurité au cas où l'établissement de la pression doit intervenir durant la réaction. Egalement, bien que l'alimentateur ait été décrit spécifiquement pour l'alimentation de la poudre d'aluminium, on peut utiliser n'importe quelle substance pulvérulente. De plus, bien que l'alimentateur puisse être construit en n'importe quel matériau, il est préférable, pour l'alimentation de l'aluminium, si on fait appel à une construction en acier au carbone, que la surface intérieure soit chromée afin d'obtenir une surface dure et une qualité de surface anti-adhérente. Des changements et des modifications peuvent être apportés à la structure telle que décrite ci-dessus et resteront dans l'esprit et la portée de l'invention tels que décrits dans la spécification et dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Appareil pour introduire une matière pulvérulente agglomérable dans un système qui est sous atmosphère contrôlée, caractérisé en ce qu'il comprend a. un tube allongé ayant des première et seconde extrémités b. un arbre disposé axialement à l'intérieur dudit tube allongé entre lesdites première et seconde extrémités ; c. des premier et second paliers étanches fixés auxdites respectivement aux première et seconde extrémités et supportant en rotation ledit arbre disposé axialement ; d. une entrée formée à travers ledit tube et au-dessus dudit arbre au voisinage de ladite première extrémité e. une sortie formée à travers ledit tube et sous ledit arbre au voisinage de ladite seconde extrémité ; et f. des premier et second ensembles de spires de vis transporteuse, formées le long dudit arbre, ledit premier ensemble de spires de vis transporteuse ayant à ladite première extrémité un pas choisi et se transformant en un pas plus petit sous ladite entrée pour s'étendre ensuite audit pas choisi jusqu'à ladite sortie et ledit second ensemble de spires de vis transporteuse ayant le pas choisi et s'étendant depuis ladite seconde extrémité jusqu'à ladite sortie, ledit second ensemble de spires de vis transporteuse ayant un pas contraire par rapport au pas dudit premier ensemble de spires de vis transporteuse. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premier et second paliers étanches comprennent chacun des joints d'étanchéité axiaux placés d'une manière étanche entre lesdites extrémités respectives de l'arbre et un support axial de portée de l'arbre, un moyen d'injection communiquant avec lesdits joints d'étanchéité axiaux, et une source de gaz inerte reliée audit moyen d'injection pour purger d'air lesdits joints d'étanchéité. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits ensembles de spires de vis transporteuse et l'intérieur dudit tube sont chromés. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre de chacun desdits ensembles de spires de vis transporteuse est dimensionné de façon à garnir pratiquement l'intérieur dudit tube. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le pas desdites spires au-dessus de ladite entrée est approximativement de 25 mm et le pas des autres spires est plus grand que 25 mm. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites autres spires ont un pas de 50 mm environ.