Brevet FR2382925A1 — publié le 19781006

La présente invention se rapporte â une pale agitatrice pour un malaxeur å mélange forcé destiné à malaxer des matières pulvérulentes, granulaires et plastiques, cette pale étant fixée à un arbre de malaxeur par 1 1intermédiaire d'un bras malaxeur et présentant une surface active ou travaillante dirigée vers la matière à malaxer, Ce malaxeur est destiné par exemple à malaxer les mélanges de matériaux de construction. Les Fig. 1, 2 et 3 des dessins annexés représentent l'état de la technique connu jusqu'à présent, - la Fig. 1 étant une vue de dessus, - la Fig. 2 étant une coupe longitudinale suivant la ligne A-B et la Fig. 3 une coupe transversale suivant la ligne C-D. Dans ces formes de réalisation déjà connues, le malaxeur comprend un arbre 1 sur lequel est fixé un bras 2 portant une pale 3, ces trois éléments tournant conjointement autour de l'axe 0 dans le sens de la flèche 5. La pale 3 pousse la matière 6 dans une direction donnée pour mélanger les divers ingrédients. Les conditions essentielles pour obtenir un très bon malaxage comprennent non seulement les angles d'incidence radiale et axiale, la vitesse de rotation de la pale 3, les caractéristiques et la composition de la matière 6, mais également la forme de la pale. Les pales déjà connues présentent une face dirigée vers la matière qui est plane ou seulement légèrement incurvée, et les pales peuvent également présenter des bourrelets et renflements dans les régions des bords râcleurs et des trous de fixation. L'inconvénient consiste en ce que, sous l'effet de ces pales planes ou légèrement incurvées sur leur face active, et par suite du réglage de l'angle a'incidence et de l'influence des bords, la matière est trop rapidement déviée sur la surface des pales dans le sens des lignes de flux représentées en 7 sur la Fig. 1. La matière 6 suit alors la ligne de moindre résistance. Sous l'effet de ce comportement, l'entraînement de la matière à mélanger et les échanges entre les constituants du mélange ne se produisent pas de la façon optimale dans la zone balayée par la pale 3, c 'est-- dire dans la zone transversale 8 indiquée par des hachures sur le dessin. Le but de l'invention est de réaliser une pale agitatrice du genre défini au début du présent mémoire, qui, d'une part, améliore l'entraînement de la matière & mélanger et, d'autre part, soit en mesure de faire circuler la matière à mélanger sur une plus longue. zone de la surface de la pale afin de contribuer à améliorer le ma- laxage des constituants du mélange. Suivant l'invention, ce problème est résolu par le fait que la pale agitatrice est munie d'un rebord intérieur qui délimite sa surface travaillante et guide la matière & mélanger dans la direction de l'écoulement. Ceci apporte l'avantage de contraindre la matière & mélanger à circuler sur toute la surface travaillante, ce qui assure une amélioration du comportement de l'écoulement sur la surface de la pale, amélioration qui & son tour améliore considérablement l'ef- fet de malaxage. En meme temps, l'entrainement de la matière se produit de la façon optimale. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la surface travaillante de la pale peut eatre en forme de rigole dans le sens de l'écoulement et présenter un rebord extérieur situé Â une certaine distance du rebord intérieur Gracie a' cette conformation en rigole des pales, oh obtient également une action positive ou guidage forcé de la matière sur toute la surface travaillante. Suivant une autre caractéristique de l'invention la surface travaillante peut présenter une forme en rigole du début à la fin de la pale, de sorte que la pale assure un guidage forcé sur toute sa longueur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le rebord intérieur de la pale qui limite la surface travaillante du côté du volume intérieur du malaxeur est plus haut que le rebord extérieur qui limite la surface travaillante du côté de la paroi extérieure du malaxeur. Ceci apporte une nouvelle amélioration du comportement d'écoulement sur la surface travaillante de la pale. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le rebord intérieur peut présenter une hauteur constante ou une hauteur qui s'accroit vers l'extrémité de la pale. Grâce à cette forme, la matiè- re à mélanger est guidée sur une plus grande longueur sur la surface de la pale, ce qui évite la déviation en oblique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le rapport de la largeur de la rigole à la hauteur des rebords est compris en tre 3 : 1 et 12 : 1. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les rebords de la rigole sont arrondis à l'endroit de leur raccordement avec la surface travaillante de la pale. Par ailleurs, il est également possible de prévoir à l'extré- mité d'entrée de la pale un rebord transversal qui se raccorde à la surface travaillante par un arrondi, et la surface travaillante peut descendre en formant un arrondi à l'extrémité arrière de la pale. De cette façon, la pale prend dans la direction longitudinale en direction d'écoulement une forme en S allongé, c'est-à-dire une forme favorable pour l'écoulement et qui assure un effet de guidage dans la direction d'écoulement voulue et avec un effet de choc réduit à l'avant de la pale. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le contour terminal de l'extrémité de la pale peut être soit rectiligne, soit bombé. Dans ce cas, entre le rebord extérieur et le rebord inté- rieur, la courbure du contour peut présenter tout d'abord une pente croissante puis une pente décroissante, la région à pente décroissante étant plus grande que celle à pente croissante. Ceci a l'avant tage de supprimer 1' arrêt-brusque de l'écoulement sur le contour terminal courbe ou rectiligne de la pale. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la rigole peut s'élargir dans le sens de l'écoulement. Par ailleurs, et suivant une autre caractéristique de l'invention, la surface de la pale peut présenter plusieurs rigoles. Si l'on utilise des pales agitatrices hélicoidales, les éléments de l'hélice de la pale peuvent avantageusement être également en forme de rigole. Dans ce cas, il est également possible de donner au rebord intérieur des éléments de l'hélice une configuration qui s'élève dans le sens de l'écoulement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaî- tront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples, - la Fig. 4 est une vue de dessus d'une pale agitatrice suivant l'invention; - la Fig. 5 est une vue de côté de la pale de la Fig. 4, le bras étant coupé suivant la ligne E-F de cette Fig.4; - la Fig. 6 est une coupe longitudinale suivant la ligne G-H de la pale de la Fig. 4; - la Fig. 7 est une coupe transversale de cette pale prise suivant la ligne J-K de la Fig. 5; - la Fig. 8 est une vue de dessus d'une pale agitatrice héli cotidale suivant l'invention; - la Fig. 9 est une coupe suivant la ligne L-M de la pale de la Fig.8;; - la Fig. 10 représente une autre forme de réalisation de pale agitatrice héîicotdale suivant l'invention; - la Fig. ll est une vue de la pale de la Fig. 10 prise dans la direction de la flèche X. Suivant l'exemple de réalisation représenté par la Fig. 4,sur 1 'arbre 1 du malaxeur est fixé un bras 2 muni d' une pale 9, tous ces éléments tournant conjointement autour de Itaxe 0 dans le sens de la flAche-5. La fonction de lapale agitatrice 9 consiste à guider la matière malaxer 6 dans une certaine direction à l'intérieur du malaxeur à mélange forcé en vue de mélanger les divers constituants. La pale 1 présente une forme en rigole de ltextrémité avant ll jusqu'à l'extrémité arrière 12, considérées dans le sens de l'écoulement représenté par les flèches 10, le rebord intérieur qui limite la face travaillante ou active de la pale vers le volume intérieur du malaxeur étant relevé. Ce rebord peut présenter soit une hauteur constante, soit une hauteur qui s'accroît nettement vers l'extrémité arrière 12 de la pale, par exemple en forme d'aileron.Ce rebord intérieur 13 peut définir une forme de rigole en combinaison avec la paroi extérieure 4 de la cuve du malaxeur et avec la surface travaillante de la pale 9, de sorte qu'on obtient une action positive ou guidage forcé de la matière à mélanger sur toute la surface travaillante de la pale Dans l'exemple de réalisation représenté sur les Fig. 4 à 7, la pale est munie en supplément d'=a rebord extérieur 14, de sorte que > dans cette forme de réalisation, la pale présente à elle seule, grâce à ses deux rebords 13 et 14, la forme d'une rigole.Cette forme assure avantageusement un guidage forcé de la matière à malaxer sur toute la surface travaillante, ce qui détermine une amElio- ration du comportement d'écoulement sur la surface de la pale Dans sa région avant, la pale 9 présente un rebord transversal 20. Ce rebord transversal 20 forme un arrondi d'entrée l6 qui est arrondi vers l'avant, dans le sens de la rotation, avec un grand rayon tandis que, et comme on lta représenté sur la Fiv.6, l'extré- mité arrière de la pale présente un arrondi terminal 15 qui se rabat vers le bas dans le sens opposé au sens de la rotation. La pointe 17 de la pale peut être légèrement relevée par rapport à l'arrondi avant 16. La pale 9 possède donc dans la direction longitudinale de l'é- coulement la forme dtun S allongé et, par conséquent, une forme avantageuse pour ltécoulement, avec effet de guidage dans la direction désirée 10, avec réduction du choc sur l'arrondi avant 16 et sans rupture de l'écoulement sur le profil arrière 18, qui peut être incurvé ou rectiligne. Ce profil arrière 18 est particulièrement visible sur la Fig. 4. Dans l'exemple de réalisation considéré, la courbure est initialement à pente croissante entre le bord extérieur 14 et le bord intérieur 13, puis à pente décroissante, la région à pente décroissante étant supérieure à celle à pente croissante. Le rapport entre la largeur B de la rigole et la hauteur H des rebords exerce une influence importante sur l'effet de guidage de la surface travaillante en rigole de la pale 9. On obtient les effets de guidage optimaux lorsque le rapport B : H est compris dans les limites de 3:1 à 12:1. Pour la forme de réalisation représentée sur les Fig. 8 et 9, la pale 9t est hélicoidale, et elle est composée de plusieurs éléments d'hélice 22 qui possèdent également la forme en rigole précitée. Cette forme en rigole est particulièrement visible sur la Fig.9, où l'on peut voir par ailleurs que ces éléments d'hélice sont fixés sur le bras mélangeur 2. Suivant une autre forme de réalisation qui est représentée sur les Fig. 10 et 11, il est également possible de munir la pale héli costale 9' d'éléments d'hélice 22' dont le rebord intérieur 13' s'élève progressivement dans le sens de l'écoulement. La configuration donnée suivant l'invention à la pale agitatrice 9 ou 9' assure une amélioration de 1' entraînement de la matière à mélanger, entraînement qui a pour fonction de mélanger les constituants et, en même temps, cette configuration assure une réduction notable de l'usure à l'extrémité arrière de la pale, dans la région de l'arrondi arrière 15.En raison de la forme accentuée de rigole donnée à la pale, la matière ne quitte la surface de cette pale qu'à l'extrémité arrière arrondie, ctest-à-dire dans la région de sitar rondi arrière, de sorte que la matière subit un ralentissement progressif sur la surface travaillante en suivant les lignes d'écoule- ment 10 représentees sur la Fig.4, son mouvement étant presque ar resté lorsqu'elle quitte la pale. Dans sa nouvelle forme, cette pale agitatrice peut être utilisée pour les malaxeurs à mélange forcé à deux arbres ou encore pour les malaxeurs à mélange forcé dont l'arbre ou les arbres peuvent être orientes verticalement, horizontalement ou avec ntimporte quelle pente voulue. Dans chaque cas, on obtient une amélioration de l'entraînement de la matière à malaxer et un accroissement du rendement du malaxeur. REVENDICATIONS 1 - Pale agitatrice pour un malaxeur à mélange forcé destiné à malaxer des matières pulvérulentes et plastiques, cette pale étant fixée à un arbre de malaxeur par l'intermédiaire d'un bras malaxeur et présentant une surface active dirigée vers la matière à malaxer, cette pale étant caractérisée en ce qu'elle est munie d'un rebord intérieur (13) qui délimite la surface active et guide la matière (6) dans la direction (10) de l'écoulement. 2 - Pale suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la surface active de la pale (9) présente la forme d'une rigole qui s'é- tend dans la direction (10) de 1' écoulement et présente un rebord extérieur (14) situé à une certaine distance du rebord intérieur (13). 3 - Pale suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la surface active présente la forme d'une rigole de son extrémité avant (11) jusqu'à son extrémité arrière (12). 4 - Pale suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le rebord intérieur (13) qui délimite la surface active du côté dirigé vers le volume intérieur du malaxeur est plus élevé que le rebord extérieur (14) qui délimite la surface active du côté dirigé vers la paroi extérieure du malaxeur. 5 - Pale suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le rebord intérieur (13) présente une hauteur constante. 6 - Pale suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le rebord intérieur (13) possède une hauteur qui croit vers l'extre- mité arrière (12) de la pale. 7 - Pale suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le rapport de la largeur (B) de la rigole à la hauteur (H) des rebords (13, 14) est compris dans les limites de 3:1 à 12:1. 8 - Pale suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les rebords de la rigole sont arrondis au nivRau de leur raccordement avec la surface active de la pale. 9 - Pale suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle présente un rebord transversal (20) à son extrémité avant (11). 10 - Pale suivant la revendication 9, caractérisée en ce que le rebord transversal (20) se raccorde à la surface active en for mant un arrondi (16), et en ce que, & ltextrémité arrière (12) de la pale, la surface travaillante descend en formant un arrondi (15). 11 - Pale suivant la revendication 10, caractérisée en ce que sa pointe (17) fait saillie par rapport au rebord transversal (20). 12 - Pale suivant la revendication 10, caractérisée en ce que le contour terminal (18) de l'extrémité arrière (12) de la pale est rectiligne 13 - Pale suivant la revendication 10, caractérisée en ce que le contour (18) de l'extrémité arrière (12) est bombé. 14 - Pale suivant la revendication 13, caracterisée en ce que, entre le rebord extérieur (14) et le rebord intérieur (13), la courbure du contour est tout d'abord en pente croissante puis en pente décroissante. 15 - Pale suivant la revendication 14, caractérisée en ce que la région à pente décroissante est plus longue que celle à pente croissante. 16 - Pale Suivant la revendication 2s caractérisée en ce que la.rigole s'élargit dans le sens de l'écoulement 17 - Pale suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la surface active présente plusieurs rigoles. 18 - Pale suivant la revendication 2, présentant une forme hélicoidale, caractérisée en ce que les éléments (22, 22) de lthé- lice de la pale (9') présentent un profil de rigole. 19 - Pale suivant la revendication 18, caractérisée en ce que les rebords intérieurs go3") des éléments (22) de. l'hélice ont une hauteur croissante dans le sens de l'écoulement de la matière.