Brevet FR2392804A1 — publié le 19781229

L'invention a trait à des marteaux destinés à frapper une paroi, soit fixe soit mobile. De nombreux appareils utilisés dans l'industrie chimique sont sujets à encrassements par dépôt sur les parois de produits souvent adhérents ou prenant en masse dure. C'est le cas, notamment des tambours tournants qui jouent le rôle de granulateurs, séchoirs, calcinateurs refroidisseurs etc ... Quand il s'agit en particulier de tambours ou tubes tournants de grande longueur ou équipés intérieurement de palettes, les dispositifs racleurs de l'intérieur sont irréalisables. On remédie alors aux encrassements par des chocs sur la paroi extérieure. Le plus simple des systèmesde frappe connus consiste en un marteau pivotant solidaire de la paroi du tube par un axe et un pivot; arrivé au point haut, il bascule et retombe en frappant le tube. Un système de ce type est notamment représenté dans l'ouvrage de PERRY "Chemical Engineers' Handbook" 40 ed., chap. 20, p. 17. Ce système simple a l'inconvénient de frapper toujours le même pointdut tube, point qui subit une fatigue excessive tandis que le reste du tube n'est pas traité si l'on n installe pas un nombre suffisant de tels marteaux. L'invention appartient au domaine des marteaux dits fixes, c'est-à-dire supportés, au contraire des précédents, d'une manière indépendante de la paroi à frapper. Ils sont mûs par un dispositif soit mécanique, soit pneumatique, qui, quand il s'agit de frapper un tube tournant, est généralement indépendant de la rotation du tube. Ils permettent, du fait de l'indépendance de la vitesse de frappe et de celle de rotation du tube de frapper en tous points d'une circonférence. Afin de limiter l'usure de cette circonférence ou bande de frappe, les marteaux fixes devraient se relever aussitôt le coup donné. Or, dans la plupart des systèmes, le marteau est relevé par un dispositif mécanique ou un vérin pneumatique, et frotte sur le tube un certain temps avant d'être relevé. Par ailleurs, la chaicne ou câble qui suspend le marteau subit à la remontée une tension brusque qui peut provoquer une détérioration rapide des mécanismes. Jusqu'à maintenant ces inconvénients n'étaient évités que par les appareils dont la commande est assurée par un dispositif à air comprimé à double effet, un tel dispositif est notamment décrit dans Phosphorus and Potassium nO 84 p 35-36. Un tel appareillage est compliqué et consomme de l'énergie ; de plus, l'air comprimé doitetre séché ce qui augmente son coût. Le procédé et le dispositif de l'invention ont pour but d'éviter les inconvénients ci-dessus. Ils font appel à une commande mécanique simple, sans besoin d'air comprimé sec. Le procédé objet de l'invention se rapporte à la commande d'un marteau animé d'un mouvement alternatif vertical, selon l'invention il se distingue par la succession des deux phases suivantes 1 - le marteau est soulevé par le mouvement de rotation d'un organe en rotation 2 - le marteau retombe en chute libre sous l'action de son propre poids et dans sa chute entraîne l'organe en rotation. Le procédé se rapporte plus particulièrement à la commande d'un système de frappe qui comprend un organe en rotation, un marteau assujetti à un point excentré dudit organe en rotation par un élément de liaison au moins en partie souple et un mécanisme d'entrainement en rotation, ledit organe en rotation étant relié audit mécanisme d'entrainement en rotation par un système d'accouplement. Selon une caractéristique de l'invention, la transmission du mouvement de rotation dudit mécanisme au dit organe en rotation cesse dès que la vitesse dûe à l'action de la pesanteur du marteau devient plus grande que la vitesse dûe au mécanisme moteur. On met en oeuvre le procédé de l'invention grâce à un dispositif qui comprend généralement, en combinaison, un élément moteur d'en trâfnement en rotation, un organe rotatif, un système d'accouplement entre l'élément moteur et l'organe rotatif, un marteau, et un élément de liaison au moins en partie souple entre le marteau et organe rotatif. Selon une caractéristique du dispositif de l'invention, le système d'accouplement comprend un élément entrainé en continu par l'élément moteur, et un élément solidaire de l'organe rotatif2 élément débEyable sous l'action du marteau lorsque la vitesse dûe au marteau est supérieure à la vitesse dûe au mécanisme moteur. On réalise généralement le système d'accouplement au moyen d'une roue libre. On choisit une roue libre qui peut être de tout modèle connu comme par exemple une roue libre à cames, à rouleaux, à soulèvement centrifuge des rouleaux. On choisit avantageusement une roue libre à coincement par rouleaux. Dans un autre mode de réalisation, on choisit un dispositif d'encliquetage du type roue à rochet. On choisit de préférence un moteur dont on peut règler la vitesse. On choisit notamment avec avantage un groupe motoréducteur-variateur qui peut par exemple etre électrique. On réalise généralement l'organe rotatif au moyen d'une manivelle rigide. On choisit un élément de liaison au moins en partie souple. On peut réaliser cet élément au moyen d'une chaine, d'un cable, d'un fil qui peut par exemple être un fil de métal ou de nylon, ou tout autre moyen équivalent. On choisit avantageusement une chaine que l'on fixe par un pivot à l'extrémité excentrée de l'organe en rotation. Le procédé de commande de l'invention présente, dans ses différents modes de réalisation, le résultat de fournir des chocs à vitesse élevée grace à la distance de chute du marteau et au fait que la vitesse de chute du marteau est supérieure à la vitesse du moteur, qui n'est pas entrainé pendant cette chute. De plus, la transmission du mouvement du moteur reprend dès que cesse l'action de la pesanteur sur le marteau et dès que l'organe de suspension est retendu, de sorte que le marteau est relevé immédiatement, et, en particulier dans le cas de frappe sur une paroi mobile comme un tube tournant, celui-ci ne subit pas de frottement. Enfin, l'organe de suspension est retendu progressivement. On guide l'organe de suspension choisi grâce à des organes de guidage, que l'on réalise avantageusement par des poulies de renvoi. On met en service un nombre quelconque d'organes de guidage afin de permettre différents schémas de montage. On peut bien entendu, installer autant de marteaux indépendants qu'il est nécessaire, notamment pour frapper sur une paroi d'une grande longueur. Dans le cas de marteaux destinés à frapper des tubes tournants, on a aussi la possibilité avantageuse de mettre à profit le mouvement de rotation du tube tournant lui-meme. Dans ce cas on transmet le mouvement du tube tournant par tout moyen connu, le moyen adopté se substituant dans ce cas au moteur. Le procédé et le dispositif de l'invention seront mieux compris à l'aide des figures ci-jointes On voit figure 1 et figure 2 deux coupes suivant deux -plans verticaux perpendiculaires, d'un mode de réalisation avantageux de l'invention, décrit à titre d'exemple non limitatif. On voit en 1 un bâti supportant un moto-réducteur-variateur 2 tournant à vitesse lente (quelques tours par minute) et intrainant par l'intermédiaire d'un mécanisme à encliquetage 3, une manivelle rectiligne 4. L'extrémité opposée de la manivelle 4 est reliée grâce à une articulation 5, à une chaine 6 qui supporte un marteau 7, réalisé ici de forme cylindrique et qui passe dans un organe de guidage et de centrage 8. Le marteau 7 se déplace dans un espace tubulaire 9 jouant le rôle de guide large, et qui débouche sur un cylindre tournant à frapper 10. Lors du fonctionnement, la manivelle 4 décrit un cercle ; dans sa course ascendante elle soulève le marteau 7 jusqu'au point mort haut 11. Puis le marteau 7 tombe librement grâce à la roue libre la manivelle 4 entrainée par cette chute, continue a rotation audelà du point mort bas 12 jusqu'à tension de la chaine, l'enclique- tage assure alors aussitôt une nouvelle montée du marteau 7 qui ne reste pas au contact du tube tournant. La chaîne ne subit pas de tension brusque, sa tension est progressive grâce au fait que la composante verticale de la vitesse de déplacement de l'articulation 5, nulle au point 12, n'augmente que très progressivement ensuite. Un résultat remarqu ble par rapport à celui des procédés et dispositifs connus est, comme on l'a dit, relatif à l'intensité du choc : alors que dans certains dispositifs connus, notamment les dispositifs à vérin pneumatique, le mécanisme d'entraînement provoque un certain freinage du marteau lors de sa retombée, dans le procédé de l'invention le marteau retombe en chute libre et délivre l'impact maximum. Par ailleurs, l'absence de friction entre le marteau et la paroi mobile frappée permet de revêtir ou de garnir d'un matériau insonorisant l'extrémité inférieure du marteau, ce qui réduit considérablement le bruit provoqué par les chocs. On a aussi la possibilité de revetir la zone frappée du cylindre tournant d'un tel matériau, par exemple d'une bande de caoutchouc vulcanisé. On peut choisir du caoutchouc e toute autre matière souple Xquiva- lente. On voit figure 2 trois autres modes de réalisation de dispos il tif de l'invention, b) c) et d) outre le schéma a) du montage de l'appareil de la figure 1. En a) et c) les organes de guidage 8 soit au nombre d'une paire, en b) et d) de deux paires. On a réalisé ict ces organes de guidage au moyen de poulies de renvoi. Le schéma de montage est déterminé selon les besoins de l'implantation. Le procédé est donc d'une grande souplesse. I1 est économique, ne demande pas de puissance importante. On peut aussi, grâce à la simplicité et à l'économie du procédé et du dispositif mécanique, mettre en oeuvre plusieurs marteaux indépendants commandés selon l'invention. Ils peuvent etre arretés un par un. Du fait aussi de la simplicité de réalisation, l'entretien de l'appareillage est réduit. Un avantage dû à l'absence de friction est que la paroi frappée ne subit pas d'usure excessive. Un autre avantage est que l'on peut délivrer des chocs sur une zone déterminée d'une paroi, ou sur toute la périphérie, selon les besoins. L invention s'applique généralement à tous les marteaux délivrant des chocs sur une surface soit fixe, c'est le cas des mar teaux-piloni soit mobile. Des applications particulièrement intéressantes sont le décolmatage des dépôts dans les tubes tournants notamment les tubes granulateurs d'engrais, ou encore dans les tambours tournants calcinateurs, notamment les calcinateurs de tripolyphosphate, ou encore les sécheurs comme les sécheurs d'engrais, les refroidisseurs, et d'une manière générale toute paroi sujette à encrassement. REVENDICATIONS 1 - Procédé de commande d'un marteau animé d'un mouvement alter natif vertical caractérisé par la succession des deux phases suivantes 1) le marteau est soulevé par le mouvement de rota tion d'un organe en rotation, 2) le marteau retombe en chute libre sous l'action de son propre poids et dans sa chute entraîne l'organe en rotation. 2 - Procédé de commande d'un système de frappe comprenant un orga ne en rotation, un marteau assujetti à un point excentré dudit organe en rotation par un élément de liaison au moins en partie souple et un mécanisme d'entraînement en rotation, ledit organe en rotation étant relié au dit mécanisme d'entraînement en rotation-par un système d'accouplement, procédé caractérisé en ce que la transmission du mouvement de rotation dudit méca nisme audit organe en rotation cesse dès que la vitesse due à l'action de la pesanteur du marteau devient plus grande que la vitesse due au mécanisme moteur. 3 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quel conque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un élément moteur d'entranement en rotation, un organe rotatif, un système d'accouplement entre l'élément moteur et l'organe rotatif, un marteau, et un élément de liaison au moins en partie souple entre le marteau et l'or- gane rotatif. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système d'accouplement comprend un élément entrainé en continu par l'élément moteur et un élément solidaire de l'organe rota tif et débrayable sous l'action du marteau lorsque la vitesse dûe au marteau devient supérieure à la vitesse dûe au mécanis me moteur. 6 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système d'accouplement est réalisé au moyen d'une roue libre. 7 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système d'accouplement est réalisé au moyen d'une roue à rochet. 8 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe rotatif est réalisé au moyen d'une manivelle rigide. 9 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de liaison au moins en partie souple, tel qu'unie chaine, un câble ou un moyen équivalent. 10 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de liaison est associé à des organes de guidage.