Brevet FR2370578A1 — publié le 19780609

La présente invention concerne une boudineuse à vis qui sert à la compression en continu de produits pulvérulents, granuleux ou contenant des gaz ou de l'air, et qui compDrte un étranglement à la sortie de la vis. Il est souvent intéressant de comprimer mécaniquement en continu, par exemple a l'aide d'une boudineuse a vis, des substances pulvérulentes volumineuses, par exemple pour abaisser les frais d'embal lage ou de transport. Le matériau circule dans une boudineuse sous pres sion croissante, le gaz contenu s'écoulant dans le sens de la chute de pression dirigéeen sens inverse. La pression-croissante dans le matériau peut être obtenue par la mise en place à l'extrémité de la vis d'une retenue ou d'un étranglement de l'écoulement du produit. Retenir ou étrangler ainsi l'écoulement de matériau pulvérulant ou de granularité plus grossiere, de façon que cet écoulement reste stable, constitue un problème. Ou bien le produit sort presque sans chute de pression d'un élément de tube ou d'une buse (diaphragme) sans l'établis- sement de pression désiré, ou bien le produit bloque la sortie après s'être briqueté sous forme d'un corps solide. La raison de telles difficultés vient de ce que les produits à traiter ne s'adaptent pas, comme les gaz ou liquides purs, à la forme géométrique a peu pres arbitraire du récipient d'écoulement (tube, soupape, étranglement et analogues). lQeme dans le cas le plus simple, où une poudre doit être entraînée ou comprimée au travers d'un tube vide, il arrive qu'à partir d'une pression de refoulement déterminée, il se produit un frottement de glissement tellement fort entre le produit et la paroi du tube que la circulation se bloque.Cette perturbation, provoquée par des modifications de la vitesse de circulationa du calibrage, de l'humidité ou autres carac téristiques du produite, peut intervenir brutalement. I1 est donc très difficile de faire s'écouler de façon stable des produits pulvérulents au travers d'obstacles affectant la pression (étranglement), comme cela serait nécessaire dans le cas de compression connue en soi de poudre volu mineure à l'aide de boudineuse à vis. On a essayé de résoudre ce problème à l'aide de volets d'étranglement poussés elastiquetent ou par gravité et placés à la sortie de la vis De tels volets possèdent généralement unecharnière à leur sommet et ils sont plus ou moins écartés de l'ouverture de sortie par liécoulee ment du produit. Il en résulte les inconvénients suivants a) La déviation du matériau comprimé, ayant pris la forme de morceaux, provoque un frottement interne et un émiettement souvent excessifs. Il en résulte la nécessité de nouveaux déblocages. b) La pression du produit avant le volet de détente n'est pas répartie uniformément sur la section d'dcoulement, parce qu'il se produit une asymétrie polaire. Le matériau possède en haut un trajet d'écou lement plus long qu'en bas et les densités locales du matériau varient en conséquence. La poudre est traitée de façon non uniforme. On a construit également des plaques (de soupape) dépla çables par translation, mais qui sont techniquement complexes, parce qu'elles doivent être guidées mécaniquement. En outre, elles n'évitent pas l'apparition de différences de densité dans le matériau car elles s'ouvrent de la même quantité sur toute la périphérie, meme si (éventuellement) il se produit des différences locales de pression. Le matériau ne peut donc pas être comprimé ici de fagon uniforme. Le but de l'invention est de perfectionner le dispositif d'étranglement à la sortie de la machine à vis de façon à obtenir une compression uniforme et homogène du matériau pulvérulent. Le moyen conforme à l'invention d'atteindre ce but consiste en ce que l'étranglement se compose de languettes élastiques en forme de secteurs, qui sont placées sur le pourtour de la section de sortie et qui libèrent celle-ci en fonction de la pression du produit. Ces languettes peuvent aller jusqu'au diamètre du noyau prolongé de la vis ou jusqu49 son axe.Dans chaque cas, elles ferment d'abord de façon étanche la vis vide, elles établissent une pression calculable pour le matériau qui arrive et elles libèrent une section d'écoulement correspondant à la pression locale du produit, jusque l'obtention de la pleine ouverture de l'anneau entre le diamètre extérieur de la vis et le diantre du noyau De préférence, les languettes en forme de secteurs sont 'constituées par des fentes tracées sn étoile à- partir du centre dans une plaque d'élastomère circulaire ou ovale.Dans un étranglement de ce typeS la caractéristique d'ouverture, c'est- & dire la section de sortie, suit à peu près, en fonction de la pression du matériau, l'expression f.(l- cos c2), où f représente la surface totale de section droite et où l'angle dlouver- ture Les avantages de l'invention consistent en ce que le produit comprimé sort de la chambre de pression de la vis sans déviation axiale et en ce que les languettes en forme de secteurs libèrent la section de sortie en fonction de la pression régnant dans le produit. De cette façon, on obtient une amélioration notable en ce qui concerne l'homogéniété du matériau comprimé. I1 ne se produit plus de blocages de la boudineuse par suite d'une augmentation locale excessive de la pression du produit. Par l'intermédiaire de l'épaisseur de la plaque en élas tomère, - on peut régler simplement la pression désirée pour le produit, donc la compression du matériau pour les anciennes données du système à vis. Le principe d'étranglement de l'invention permet également le passage à une section droite ovale. Une telle réalisation est intéressante dans les vis à plusieurs filets. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se reportant aux dessins annexés sur lesquels - la figure I représente une vue schématique d'une boudineuse à vis avec, à la sortie, un étranglement élastique à symétrie de rotation, - les figures 2a et 2b représentent un détail du dispositif d'étranglement à la sortie, et ~ - la figure 3 représente la caractéristique d'ouverture en fonction de- la pression du produit. la poudre à compacter est introduite dans la trémie d'alimentation 1 d'une boudineuse à vis selon la figure 1. La vis 2 entratne le matériau pulvérulent vers la section de sortie 3. On a placé à cet endroit un dispositif d'étranglement 4 de révolution qui sera décrit à l'aide des figures 2a et 2b. Le dispositif d'étranglement selon la figure 2 se compose de quatre languettes Sa à 5d on - forme de secteurs qui sont réparties de façon symétrique en rotation à la périphérie d'une plaque circulaire 6 en élastomère.-Un tel dispositif d'étranglement est fabriqué de façon simple en réalisant sur une plaque circulaire deux fentes perpendiculaires, le point d'intersection des fentes cotncidant avec le centre de la plaque -(voir figure 2b). Sur la figure 2b, les deux languettes supérieures 5a et 5b sont représentées en position ouverte, alors que les deux languettes inférieures 5b et 5c sont fermées. Selon la figure 2a, les languettes 5 sont également ouvertes. Les flèches indiquent la direction d'écoulement du produit. La plaque d'élastomre se compose de caoutchouc mou, de polyuréthanne mou ou de polychlorure de vinyle mou, L'épaisseur de la plaque se tient entre 5 et 8 mm. Pour obtenir des pressions plus élevées dans le produit, on peut cependant passer sans difficulté à des épaisseurs de plaque plus grandes.Le module d'élasticité des matériaux indiqués se tient entre 300 et 900 N/cm pour un allongement de 300 %, la résistance est comprise entre 300 et 3000 N /cm. L'allongement à la rupture peut atteindre 900 Z. La caractéristique du dispositif t'étranglement, c'està-dire sa surface d'ouverture en fonction de la pression p du produit correspond à peu près à une fonction en cos # avec les hypothèses suivantes. 1. Le sens d'écoulement du produit est parallele à l'axe de la vis. 2. La surface d'ouverture est caractérisée par l'angle t. 3. L'angle d'ouverturetf doit augmenter proportionnellement à la pression du produit. Avec ces hypothEses, on a d'abord déterminé la caracté- ristique d'ouverture pour une languette rigide en forme de secteur -(courbe- en trait plein sur la figure 3). Par suite de la déformabilité de la languette, la caractéristique se courbe vers le haut pour de faibles pressions de produit (trajet pointillé). Ce trajet présente des avantages par rapport à la courbe en train plein, parce que la section dXouverture, dans le domaine des faibles pressions de produits augmente plus vite quand la pression du produit augmente. A la place dgun dispositif d'étranglement basé sur une plaque d'élastomère fendue, on peut utiliser également des languettes en acier élastiques en forme de secteurs. Enfin on peut remplacer les languettes en acier élastiques par des plaques rigides en forme de secteurs, qui sont articulées à la périphérie de l1ouverture.de sortie et qui sont poussées par un ressort de torsion. Dans les deux cas, on perd cependant l'avantage d'une fabrication facile. Bien entendu, diverses modiìcations peuvent etre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'tre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l1in vention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Boudineuse a vis qui sert à la compression en continu de produits pulvérulents, granuleux ou contenant des gaz ou de l'air, et qui comporte un étranglement à la sortie de la vis, caractérisée en ce que l'étranglement se compose de languettes élastiques en forme de secteurs, qui sont placées sur le pourtour de la section de sortie et qui libèrent celle-ci en fonction de la pression du produit. 2. Boudineuse à vis selon la revendication 1, caractérisée en ce que les languettes en forme de secteurs sont réalisées par des fentes partant en étoile du centre d'une plaque d'élastomère circulaire ou ovale 3. Boudineuse à vis selon la revendication 2, caractérisée en ce que la caracteristique d'ouverture de la section droite de sortie suit à peu près la fonction f. cos )dans laquelle f représente la surface totale de section droite et où l'angle d'ouverture ff des languettes est proportionnel à la pression p régnant dans le produit.