Brevet FR2417334A1 — publié le 19790914

L'invention concerne un mélangeur à tambour pour mélanger et distribuer des substances solides, qui est applicable en particulier au mélange de substances solides distribuées sous forme de fragments ou morceaux relativement grossiers et de substances pulvérulentes de densités très différentes. Un mélangeur selon l'invention peut être appliqué, par exemple, au mélange et à la distribution de granulés de matière plastique pour le moulage et de colorants en forme de poudre, et il est particulièrement avantageux pour mélanger et distribuer du fourrage mixte pour animaux domestiques et en particulier pour les vaches. L'invention sera décrite ci-après relativement à un mélangeur pour mélanger et distribuer du fourrage mixte ou, d'une manière plus générale, des aliments mixtes pour le bétail, mais son application n'est pas limitée à ce domaine, comme déjà indiqué. La mécanisation et l'automatisation connues dans la culture des végétaux se sont également étendues ces dernières années à la partie de l'agriculture concernant la zootechnie et l'élevage et il est depuis longtemps de pratique courante d'élever la volaille et les porcs en très grandes quantités et exclusivement dans des espaces clos. Le maintien des animaux à l'écart de leur environnement naturel, conséquence de ce mode d'élevage, permet de réaliser toute une série d'avantages quant à l'utilisation optimale des aliments et l'exploitation de l'emplacement - nécessaire de toute manière - dans l'espace clos d'élevage (poulailler, porcherie, étable, etc.). Par contre, il se pose souvent des problèmes en ce qui concerne le bien-Etre et le développement des animaux, parce que les animaux réagissent à la vie non naturelle avec des symptômes semblables au stress. Ges problèmes augmentent avec la taille des animaux et il n'a pas été possible jusqu'à présent de conserver une production suffisante avec des animaux assez gros - une production laitière suffisante de vaches à lait par exemple - si on ne les lâche pas de temps en temps sur les prés.Des expérimentations ont cependant montré qu'une composition et une préparation soigneuses de la nourriture de la vache remédient aux inconvénients mentionnés, en ce sens que les performances des vaches dépassent celles connues jusqu'à maintenant. Ces bons résultats ne sont obtenus que si l'alimentation contient toujours la quantité requise de protéine et des espèces d'herbe (foin, paille) contenant de la cellulose en quantité absolument nécessaire pour la bonne digestion d'un animal ruminant. Un mélange d'aliments pour le bétail qui est correct à cet égard est appelé "fourrage mixte complet" et peut être constitué, par exemple, de paille, raves, fourrage ensilé, minéraux, mélasse, moût et, éventuellement, épis de maïs.Les installations actuellement connues pour mélanger de tels constituants sont très compliquées, leur conduite est coûteuse en heures de travail et elles consomment beaucoup d'énergie. Il s'y ajoute que, lors de la distribution du fourrage mixte complet par le mélangeur, il se produit une très forte décomposition (déshomogénéisation), avec le résultat, par exemple, que la paille s'agglomère en mottes ou en tas, que les vaches laissent de côté, ce qui nuit à la fois à la rationnalité économique de l'alimentation et à la rumination des vaches. L'invention vise à créer un mélangeur à tambour capable de mélanger des substances solides, en particulier des constituants de fourrage, de manière que, lors de la distribution du mélange, il ne se produise pas une décomposition. Le mélangeur doit en outre avoir un haut degré de rentabilité et une conduite facile et être en mesure, compte tenu du volume de son espace de mélange, de distribuer des quantités de mélange très petites et très grandes et ce aussi bien pendant l'operation de mélange qu'à un moment quelconque après la fin de l'opération de mélange, sans aucune décomposition dans un cas comme dans l'autre. L'invention part d'un mélangeur à tambour comprenant un tambour à mélanger rotatif dans un plan essentiellement vertical, qui est équipé sur la surface interne de sa paroi latérale d'éléments d'entratnement destinés à emporter le matériau que contient le tambour sur une grande partie du parcours de rotation du tambour et à le déverser sous 1 'effet de la gravité dans la partie interne du tambour, le tambour contenant un transporteur pour charger le tambour avec du matériau dont les constituants sont à mélanger et pour décharger du matériau dont les constituants sont mélangés, ce transporteur passant à travers une paroi d'extrémité du tambour et étant entouré en bas par une goulotte collectrice. Selon l'invention, on obtient les résultats recherchés avec un mélangeur de ce type qui est essentiellement caractérisé en ce que le transporteur et la goulotte s'étendent sur toute la largeur du tambour, dans le sens de son axe de rotation, d'une paroi d'extrémité du tambour à l'autre, et en ce que des moyens sont prévus pour maintenir la goulotte ouverte en bas dans un premier état de fonctionnement du mélangeur et fermée dans un deuxième état de fonctionnement en vue du mélange respectivement du déchargement en continu. Dans un mélangeur à tambour ainsi réalisé, on obtient un mélange efficace des constituants du matériau sur toute La largeur du récipient à mélanger (tambour) du fait que le matériau est soulevé et mis en turbulence et que ses constituants sont mélangés pendant le déversement du matériau sous l'effet de la gravité depuis la périphérie vers la partie interne du tambour et pendant le passage par la goulotte placée sous le transporteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le transporteur traverse également l'autre paroi d'extrémité du tambour, ce qui évite le besoin d'un transporteur réversible (entre-le chargement et le déchargement) et les complications qui en découlent sur le plan de la réalisation de la machine. I1 est cependant aussi dans le cadre de l'invention de prévoir un transporteur qui tourne dans un sens quand la goulotte est ouverte en bas (pour le chargement et le mélange) et dans le sens contraire, correspondant au déchargement du matériau au travers l'ouverture pratiquée dans la paroi d'extrémité mentionnée en premier, quand la goulotte est fermée. II n'est pas nécessaire dans ce cas que le transporteur traverse également l'autre paroi d'extrémité, ce qui peut apporter des avantages qui pèsent plus lourds que les problèmes liés à la réversibilité du transporteur quand il s'agit de mélanger des substances relativement fines, donc de la mise en jeu de faibles puissances. Le transporteur peut être une vis sans fin munie de palettes et/ou d'organes de coupe. On obtient ainsi une construction simple du point de vue mécanique et la vis sert alors en même temps pour fractionner certains constituants, des raves par exemple, d'un fourrage mixte complet. Les palettes prévues sur la vis permettent également de transporter des constituants assez grossiers sans qu'il y ait un risque de bouchage ou de formation de voûtes dans la goulotte placée sous la vis. Le mélangeur à tambour selon l'invention peut être pourvu de parois d'extrémité fixes sur lesquelles la paroi latérale de tambour est montée rotative. Le récipient à mélanger peut ainsi être ancré de façon simple sur une fondation sous-jacente, par exemple par des étais obliques fixés en haut aux parois d'extrémité et en bas à la fondation. De plus, avec un appareil ainsi réalisé il devient très simple de monter le transporteur dans l'une ou dans les deux parois d'extrémité et de produire les mouvements d'ouverture et de fermeture de la goulotte avant le chargement de matériau dans le récipient à mélanger, respecti- vement avant le déchargement. Le transporteur peut être disposé dans la partie supérieure du tambour à mélanger. Cela permet la meilleure utilisation possible du volume du récipient à mélangeur, notamment parce que le matériau dont les constituants sont encore à mélanger peut être stocké éventuellement, avant la distribution, dans la partie de récipient située sous le transporteur. Enfin, le transporteur peut être incliné par rapport à l'axe de rotation du tambour. Une telle exécution est particulièrement avantageuse pour mélanger des constituants à longues fibres, des fourrages ensilés par exemple, parce que le transporteur incliné déchire plus facilement les fibres qui descendent dans le sens de la longueur du transporteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels - la figure l.est une coupe transversale verticale d'un mélangeur à tambour selon l'invention; et - la figure 2 est une coupe axiale suivant la ligne Il-Il de la figure 1. Le mélangeur à tambour 1 représenté possède, sur la surface interne de la paroi latérale du tambour, des éléments d'entraînement sous forme d'aubes 2. Dans la partie supérieure du récipient à mélanger (tambour) est disposée une vis sans fin 4 qui sert de transporteur, est orientée à peu près horizontalement et est pourvue de palettes 6 qui sont mutuellement espacées dans le sens de la longueur de la vis. La vis 4 est entourée d'une goulotte collectrice 5 qui est en permanence ouverte en haut et qui peut s'ouvrir également en bas. Dans l'ouverture laissée en haut par la goulotte 5 peut tomber du matériau 3 qui est déversé sous l'effet de la gravité par les aubes 2 qui ont transporté ce matériau de la partie inférieure à la partie supérieure du tambour.Il est supposé ici que le tambour tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, c'est-à- dire dans le sens de la flèche P, mais il pourrait également tourner dans l'autre sens. Sur la coupe axiale de la figure 2, le sens de mouvemant du matériau dont les constituants sont à melanger à travers l'appareil est indiqué par des flèches F. Cette coupe montre également que l'appareil possède une ouverture de déchargement définie par une tubulure de déchargement en forme de trémie, dans laquelle est monté un tiroir 7, lequel peut être déplacé dans le sens de la double flèche Q pour l'ouverture ou la fermeture. La goulotte 5 de l'exemple représenté est faite de deux moitiés dont l'une est disposée fixe autour de la vis 4 et dont l'autre est articulée en haut et peut être déplacée entre une position ouverte représentée en trait plein sur la figure 1 et une position fermée représentée en pointillé sur cette même figure. Fonctionnement du mélangeur. Dans un premier état de fonctionnement du mélangeur, le tiroir 7 ferme la tubulure de déchargement en forme de trémie et la partie rabattable de la goulotte 5 est ouverte (position en trait plein). Du matériau dont les constituants sont à mélanger est introduit dans une trémie de chargement représentée à droite en haut sur la figure 2. La vis 4 tire le matériau de la trémie de chargement dans la goulotte 5 ouverte en bas. Le matériau qui tombe de la goulotte arrive sur le fond du récipient, où il est saisi par les aubes 2, lesquelles transportent le matériau vers le haut, le long de la périphérie du tambour. Arrivé en haut, le matériau est déversé, suivant sa densité et la vitesse de rotation du tambour, dans une région située au-dessus de la vis 4 et de manière qu'une partie considérable du matériau transporté par les aubes tombe dans la goulotte 5 et sur la vis 4.Le matériau ainsi déversé d'en haut dans la goulotte est mélangé avec du matériau frais amené par la vis dans la goulotte depuis la trémie de chargement. Le mélange ainsi obtenu parvient de nouveau à travers l'ouverture dans le bas de la goulotte jusque dans la partie inférieure du tambour, où il est saisi par les aubes 2 sur la surface interne de la paroi latérale du tambour. Ce recyclage/mélange continue pendant le chargement de matériau frais et est encore poursuivi pendant un nombre de cycles approprié apres la fin du chargement du matériau dans la trémie de chargement. Le matériau dont les constituants sont bien mélangés est ensuite distribué. A cet effet, la commande pneumatique non représentée produit la commutation du tiroir 7 et la fermeture de la goulotte 5.L'appareil est alors dans son autre état de fonctionnement, où la partie rabattable de la goulotte 5 occupe la position fermée représentée en pointillé sur la figure 1 et le tiroir dans la tubulure de déchargement est ouvert, permettant le libre passage du matériau transporté par la vis - vers la gauche dans la représentation de la figure 2 - dans la goulot te collectrice fermée. Le vidage du mélangeur peut donc être réalisé sans inversion du sens de rotation de la vis de transport et sans qu'il soit nécessaire d'incliner le récipient à mélanger0 Lorsqu'on désire vider le mélangeur très rapidement, on peut augmenter la vitesse de rotation de la vis par rapport à sa vitesse pendant le chargement. A l'inverse, il peut être souhaitable dans certains cas de distribuer de très petites quantités, de l'ordre de 1 kg par exemple, ce qui peut être réalisé par un mouvement pas à pas du tambour et de la vis. Dans le cadre d'installations de distribution de portions dosées d'aliments pour le bétail, les portions étant de 5 kg par exemple, le mode-d'application mentionné en dernier d'un mélangeur selon l'invention est très avantageux; en effet, il est possible, par exemple, d'installer quatre appareils selon -l'invention en parallele et deRraccorder leurs ouvertures de déchargement à une vis sans fin commune qui assure le transport du matériau déchargé vers un doseur pondéral commun. L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications, sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Mélangeur à tambour comprenant un tambour à mélanger rotatif dans un plan essentiellement vertical, qui est équipé sur la surface interne de sa paroi latérale d'éléments d'entraînement destinés à emporter le matériau que contient le tambour sur une grande partie du parcours de rotation du tambour et à le déverser sous l'effet de la gravité dans la partie interne du tambour, le tambour contenant un transporteur pour charger le tambour avec du matériau dont les-constituants sont à mélanger et pour décharger du matériau dont les constituants sont mélangés, ce transporteur passant à travers une paroi d'extrémité du tambour et étant entouré en bas par une goulotte collectrice, cåracté- risé en ce que le transporteur et la goulotte s'étendent sur toute la largeur du tambour, dans le sens de son axe de rotation, d'une paroi d'extrémité du tambour à l'autre, et en ce que des moyens sont prévus pour maintenir la goulot te ouverte en bas dans un premier état de fonctionnement du mélangeur et fermée dans un deuxième état de fonctionnement en vue du mélange respectivement du déchargement en continu. 2 - Mélangeur à tambour selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transporteur traverse également l'autre paroi d'extrémité du tambour. 3 - Mélangeur à tambour selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transporteur tourne dans un sens quand la goulotte est ouverte en bas (pour le chargement et le mélange) et dans le sens contraire, correspondant au déchargement du matériau à travers l'ouverture pratiquée dans la paroi d'extrémité mentionnée en premier, quand la goulotte est fermée. 4 - Mélangeur à tambour selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le transporteur est une vis sans fin munie de palettes, d'organes de coupe ou des deux. 5 - Mélangeur à tambour selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est pourvu de parois d'extrémité fixes, sur lesquelles la paroi latérale du tarnbour est montée rotative. 6 - Mélangeur à tambour selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le transporteur est dispose dans la partie supérieure du tambour à mélanger. 7 - Mélangeur à tambour selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le transporteur est incliné par rap port- à l'axe de rotation du tambour.