Brevet FR2371956A1 — publié le 19780623

Pour mélanger des matériaux de garnissage de literie de natures diverses, on utilise des récipients mélangeurs dans lesquels les matériaux sont soumis à un brassage mécanique en vue d'un mélange aussi intime que possible, afin d'obtenir sur l'ensemble du volume du matériau de garnissage, une répartition aussi homogène que possible des matériaux à mélanger. Des difficultés se posent avec les dispositifs mélangeurs connus lors de l'addition de charpie ainsi que lors du mélange de duvets de qualitésdifférenteset lors du mélange de duvets avec des fibres synthétiques. Ce dernier mélange est d'un intérêt particulier à l'heure actuelle. I1 s'est avéré que les fibres synthétiques fournies à partir d'un faisceau ou d'un mat (non tissé), en partie en tant que déchets, ne sont pas retenues ou ne sont que difficilement retenues par les duvetas lors du mélange dans des dispositifs mélangeurs usuels et se présentent dans des proportions très différentes dans le mélange, compte tenu des rapports dans lesquels ces matériaux différents sont fournis. Le but de la présente invention est d'améliorer l'opération de mélange et d'obtenir le plus rapidement possible une homogénéisation aussi complète que possible même dans le cas de matériaux difficilement miscibles. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'on soumet les matériaux, à l'intérieur d'un récipient, simultanément à une action mécanique et à l'action d'un courant d'air en vue d'une homogénéisation du mélange. Par cette action combinée, il est assuré que les matériaux se trouvent d'une part désagrégés et, d'autre part, mélangés à l'état dé sigrégé, du fait que les particules maintenues à une distance relativement importante les unes des autres sont mises en mouvement par le courant d'air suivant des lois statistiques sur des trajectoires irrégulières et sont réparties uniformément avant de se déposer sous forme de mélange dans le récipient.Il s'est avéré particulièrement avantageux de procéder à l1accé- lération pneumatique des particules dans une direction qui est sensiblement perpendiculaire à la direction de l'accélération mécanique. Le mouvement mécanique peut être créé avantageusement par des agitateurs suivant des trajectoires circulaires à l'intérieur d'un tambour traversé en direction axiale par un courant d'air.Les composantes axiales et radiales procurent un flux de matériau hélicoSdal passant à proximité de la paroi intérieure du récipient. De préférence, ou inverse périodiquement le sens de l'accélération pneumatique et mécanique et on choisit avantageusement la période de l'accélération mécanique dans un sens plus grand que la période de l'accélération pneumatique dans un sens. Suivant un autre mode de réalisation, on introduit le courant d'air assurant l'accélération pneumatique parallèlement à la ligne d'action de l'accélération mécanicue, mais on retire ce courant d'air perpendiculairement à la ligne d'action de l'accélération mécanique sous forme d'au moins deux courants partiels. On introduit avantageusement le courant d'air depuis le haut au milieu du récipient et on le retire aux deux extrémités frontales du récipient, dans la partie inférieure de ce dernier. I1 s'est avéré que cet agencement permet d'obtenir une turbulence particulièrement avantageuse, contribuant à une homogénéisation rapide , même de matériaux difficilement miscibles. Le procédé, conformément à l'invention est mis en oeuvre dans un tambour ou cylindre qui, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, comprend un arbre central entraîné en rotation par voie mécanique et portant, afin de ménager les matériaux à mélanger, des bras agitateurs de préférence élastiques, par exemple des courroies en matière plastique agissant sur les matériaux a' l'intérieur du tambour, la vitesse de rotation de l'arbre central étant choisie de manière que la préparation des matériaux soit aussi uniforme que possible. Les parties constitutives à mélanger sont mises en mouvement par cet agitateur et le matériau est entratné en rotation, de sorte qu'il se forme, par l'action des forces centrifuges, un anneau de matériau se trouvant en suspension au voisinage du pourtour du récipient.Afin d'accélérer l'effet de mélange et le rendre plus efficace, il est prévu, suivant une autre caractéristique da l'invention, que des tiges au contact desquelles l'anneau de matériau en rotation est divisé, sont disposées sur la paroi intérieure du tambour en étant orientées radialement vers l'intérieur. Cela procure déås un bon effet de mélange. De plus, on soumet le matériau à une action pneumatique et on le retire au moyen d'un ventilateur sur un côté frontal du tambour pour le ramener par une conduite au c8té frontal opposé, de sorte qu'un flux de matériau hnlicoSdal se produit à l'intérieur du tambour par suite de la rotation imprimée par l'agitateur et de l'action pneumatique axiale, les tiges fixes s'étendant sensiblement sur la zone d'action du flux d'air produisant une interruption de ce flux de matériau, ce qui-améliore encore lteffet de mélange. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, il est possible, notamment dans le cas de grandes installations, de prévoir également ues récipients rectangulaires comportant à leur fond deux ou plus de deux coquilles sous la forme de segments d'enveloppe de cylindre au-dessus de chacune desquelles tourne un agitateur, les différents agitateurs pouvant avoir des traåectoires se recoupant quelque peu par le fait que les bras des agitateurs voisins "engrènent". avec cet agencement, il est possible de renoncer à une inversion périodique du courant d'air, car même avec un sens d'écoulement constant de l'air, il se produit des conditions d'écoulement favorables dans l'ensemble de l'espace contenant les matériaux à mélanger, ce qui permet de renoncer à des distributeurs d'inversion et des conduites compliqués. I1 convient cependant de noter qutici également, il est possible éventuellement de produire des écoulements inversés de faible durée. De plus,-il est possible de faire varier la trajectoire de l'écoulement d'air par variation de la valeur de la pression pneumatique. En se référant- au dessin-annexé, on va décrire ciaprès plus en détail plusieurs exemples de réalisation non limitatifs de l'objet de l'invention. Sur ce dessin la figure 1 est une coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de mélange conforme à l'invention la figure 2 est une coupe transversale du dispositif de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation d'un dispositif mélangeur conforme à l'invention la figure 4 est une coupe transversale du dispositif de la figure 3 la figure 5 est une coupe transversale d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif mélangeur la figure 6 est une vue en plan du dispositif de la figure 5. Suivant les figures 1 et 2, un arbre agitateur 2 à axe horizontal est monté en rotation dans un tambour ou cylindre 1 fixe, l'arbre 2 étant entraîné en rotation par un moteur 3 en passant par une courroie. L'arbre agitateur 2 porte des bras agitateurs 4 élastiques, faisant saillie radialement.lors de la rotation de l'arbre, les bras agitateurs entranent vers le haut les matériaux se trouvant dans la partie inférieure du cylindre et, lorsque la vitesse de rotation est choisie de façon appropriée, il se forme un anneau de matériau 5 tournant dans le sens de rotation des bras agitateurs, -selon la flèche 6 ou 7 (après inversion). Des tiges 8 faisant saillie radia liement vers l'intérieur, sont montées de façon stationnaire sur la paroi intérieure du cylindre, sur le côté supérieur. Les deux parois frontales opposées 15, 17 du cylindre 1 présentent, dans leur partie supérieure, des ouvertures d'aspiration d'air et d'introduction d'air permettant de faire pas set, par l'intermédiaire de conduites 10, un courant d'air de sens alterné à travers la partie supérieure du cylindre, l'ef- fet d'aspiration ou de refoulement pneumatique étant assuré par un ventålatau9s entrainement par moteur électrique . Le système de conduites 10 est équipé de clapets d'Inversion 11, 12,13 et 14, permettant de produire un courant de matériau soit dans le sens des flèches 16, 18 (figure 1), soit dans le sens contraire.Si, par exemple l'aspiration se fait à la paroi frontale de gauche sur la figure 1 dans le sens de la flèche 16,le courant de matériau passe par la conduite 10 et les clapets 11 et 12 par aspiration jusqu'au ventilateur 9 et de là, par refoulement, par les clapets 13 et 14 jusqu'à la réintroduction du matériau sur le côté frontal 17 dans le sens de la flèche 18. après inversion des clapets 14, 12, 13 et 11, le flux de matériau a lieu dans le sens axial inversé à travers le cylindre, l'aspiration s'effectuant par les clapets 14 et 13 par le ventilateur 9 et le refoulement par les clapets 12, 11. Dans l'exemple de réalisation suivant les figures 3 et 4 qui correspond à celui des figures 1 et 2 en ce qui concerne la structure du cylindre et de l'agitateur, des tubulures d'aspiration d'air 16' et 18' sont prvues dans les deux côtés frontaux opposés 15, 17, à proximité du fond, tubulures par lesquelles l'air est aspiré en passant par les conduites 10 et amené à une soufflante 9 qui réintroduit l'air dans le cylindre 1 en passant par une tubulure d'introduction 12' se trouvant en position centrale sur le côté supérieur du cylindre 1 Dans l'exemple de réalisation des figures 4 et 5, le récipient est un récipient rectangulaire 20 en forme de caisson comportant, à son fond, deux coquilles 22 placées parallèlement côté à côte et réalisées sous la forme de segments d'enveloppe de cylindre, coquilles au-dessus de chacune desquelles tourne un agitateur. Les agitateurs sont réalisés de la manière visible sur les figures 1 et 3 et comprennent des arbres tournants 2 avec des bras agitateurs 4. Dans le cas présent, les tiges 8 servant à diviser le flux de matériau , sont disposées dans les coquilles 22 de manière à faire saillie radialement vers le haut. Les tubulures d'aspiration d'air 16' (18') sont prévues dans les deux parois frontales du récipient 20, chaque fois au-dessus des coquilles 22, sensiblement au milieu de la largeur de ces dernières, et les conduites d'aspiration 10 se réunissent en amont de la soufflante 9 qui insuffle l'air sous pression par une tubulure d'entrée 12' pre- vue dans le couvercle du récipient 10, au milieu de ce dernier. De cette manière, il est possible d'introduire l'air de façon continue dans un sens dans le récipient, cette conduite avantageuse de l'air procurant, en combinaison avec les agitateurs dont le sens de rotation peut être inversé, un mélange intime des matériaux. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour mélanger des matériaux de garnissage de literie, en particulier des duvets avec des fibres synthétiques, caractérisé par le fait qu'on soumet les matriaux, à l'intérieur d'un récipient, simultanément à une action (accélération) mécanique et à l'action (accélération) d'un courant d'air dans le sens d'une homogénéisation du melange. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on fait agir l'accélération pneumatique des matériaux dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction de l'accélération mécanique. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on produit l'action mécanique sur les matériaux suivant des trajectoires circulaires parallèles, afin de former un anneau tournant de matériaux desagrégés et toton fait agir un courant d'air sur l'anneau perpendiculairement au plan des trajectoires circulaires, courant d'air par lequel le matériau est aspiré en circuit fermé hors du récipient et est ramené en un point opposé, de sorte que le matériau traverse le récipient sous la forme d'un courant hélicoidal. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on inverse apériodique ment le sens de l'accélération pneumatique et de l'accélération mécanique, la période de l'accélération mécanique dans un sens étant de préférence supérieure à la période de l'accelé- ration pneumatique dans un sens. 5. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé par le fait qu'on introduit le courant d'air assurant l'accé lération pneumatique parallèlement à la direction de l'action mécanique et qu'on le retire perpendiculairement à la direction de l'action mécanique sous la forme d'au moins deux courants partiels. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend, dans un récipient de mélange fixe, un agitateur comportant un arbre horizontal monté en rotation et que le réservoir présente sur ses extrémités frontales, dans la zone radiale extérieure des bras agitateurs, des raccords d'introduction d'air et d'aspiration d'air. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que les conduites reliées auxdits raccords prévus sur les extrémités frontales sont soumises à l'action d'un ventilateur, le sens d'aspiration et de refoulement d'air pouvant entre inversé en passant par des clapets. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractéri- sé par le fait que le récipient est cylindrique, que l'arbre agitateur est monté concentriquement dans le cylindre et que les bras agitateurs sont élastiques et s'étendent presque jusqu'à la paroi cylindrique. 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractéri sé par le fait que la paroi cylindrique présente, au moins dans sa partie supérieure, des tiges faisant saillie radialement vers l'intérieur entre les bras agitateurs, lesdites tiges s'étendant à peu pres sur la zone du courant pneumatique. 10. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant les revendications 1 et 5, comportant un récipient de mélange fixe dans lequel est monté un agitateur à arbre horizontal rotatif, les extrémités frontales du récipient comportant des raccords d'aspiration d'air dans la zone radiale extérieure des bras de l'agitateur caractérisé par le fait qu'nn raccord central d'introduction d'air débouche au milieu du récipient dans le couvercle de ce dernier et que les raccords d'aspiration sont situés dans les deux parois frontales opposées du récipient, au voisinage du fond de ce dernier. 11. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que les conduites d'aspiration reliées aux raccords d'aspiration se rejoignent en amont de la soufflante. 12. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que deux agitateurs sont montés en rotation dans un récipient en forme de caisson, agitateurs en dessous de chacun desquels est disposée une coquille en forme de segment d'enveloppe de cylindre, que deux tubulures d'aspiration opposées sont prévues au-dessus de chaque coquille, dans les parois frontales opposées du récipient, tandis qu'une unique tubulure de refoulement d'air est située au milieu du couvercle du récipient. 13. Dispositif suivant la revendication 12,caractérisé par le fait que les coquilles sont garnies de tiges faisant saillie radialement vers l'intérieur0