Brevet FR2453673A1 — publié le 19801107

La présente invention concerne un mélangeur broyeur à usages multiples, destiné notamment à homogénéiser des eaux grasses, des lisiers ou des mélanges contenant des particules solides. Les dispositifs connus de ce type ne donnent pas satisfaction en ce sens qu'ils ne permettent pas de brasser, de broyer et dsho- mogénéiser correctement des mélanges psrticulibrement visqueux, comme le lisier. Dans certains modèles, le hachage des pailles est trop grossir pour autoriser le pompage du mélange. De plus, ce broyag -hachage, bien qu'insuffisant, est très localisé, si bien qu'il est nécessaire de changer de place le mécanisme dans une fosse contenant le mélange A broyer pour obtenir une homogéné- isation acceptable.Or, ce déplacement du mélangeur broyeur est irréalisable lorsque les fosses sont couverts et ne possèdent qu'un seul regard d'accus On connstt également des broyeurs à vis double. Deux couteaux non réglables tournent devant un couteau fixe. Le mélange ou lisier est alors mal homogénéisé, car l'effet de brassage est faible. Un autre inconvénient des appareils connus est l'incommodité de leur mise en oeuvre. La descente de l'appareil dans une fosse, puis son relevage sont généralement manuels et commandés à partir d'une manivelle reliée, par exemple, à un vérin à vis. La mise en place du broyeur, et surtout son relevage nécessitent un effort physique accru par la longueur souvent importante du levier cVns- titué par la structure du chassais, L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients on réalisant un mélangeur broyeur qui permet un hachage précis et fin des particules solides, un brassage puissant des produits contenus dans une cuve ou fosse pour obtenir une homogénéisation totale du mélange sans déplacer le broyeur qui est monté sur un support équipé de moyens en vue de faciliter sa manoeuvre. Un dispositif selon l'invention , destiné notamment à broyer et mélanger un lisier ou analogue contenu dans une fosse, comporte un châssis muni, à une extrémité, d'un moyen pour sa fixation articulée sur un tracteur ou engin équipé de moyens moteurs, l'autre extrémité du chassies portant un berceau métallique dans lequel est logé le mécanisme broyeur mélangeur, et il est caractérisé en ce que le broyeur est constitué par une vis d'Archimede à à pas simple et s'étendant sur au moins les trois-quarts d'une spire, le bord arrière de la vis étant muni d'une lame radiale ou couteau qui circule, lorsque la vis tourne, devant un contre-conteau au moins, fixe et réglable, tandis que des moyens sont pré-us pour assurer, depuis le tracteur, la rotation de la vis qui réalise un brassage puissant de toute la cuve, alors qu'enfin un vérin est disposé entre le tracteur et le moyen de fixation du chassies Suivant une autre caractéristique, la vis d'archimède forme une pale qui s'étend sur une spire complète Suivant une autre caractéristique, la fixation du châssis sur le tracteur est réalisée par une attache à trois points1 les deux points bas de liaison étant des axes portés par des bras de rele- vage du tracteur, alors que le point haut est relié à une extr- mité du vérin dont l'autre extrémité est portée par le tracteur. Ce vérin est hydraulique et à double effet. Suivant une autre caractéristique, le châssis du dispositif est tubulaire et il comprend un tubo mécanique fixé, d'une part, à l'attache à trois points et, d'autre part, au berceau du mécanis- me broyeur mélangeur. Suivant une astre caractéristique, la vis dArobiwbde est soli- daire de l'extérieur d'un tube disposé dans le prolongement du tube mécanique, et solidaire d'un arbre de transmission qui est porté dans des paliers de rotation solidaires du berceau Suivant une autre caractéristique, le berceau porte un, deur ou trois contre-couteaux fixes, réglables indépendamment les uns des autres, le couteau unique tournant de la vis d'Archivède circulant devant chacun d'eux pour réaliser un hachage fin des particules solides (paille ou analogue).Le berceau est métallique et est construit de manière à constituer un patin d'appui et un système de protection de la vis tournante. Suivant une autre caractéristique, la rotation de la vis d'Ar chimède est réalisée par un arbre de transmission,logê à l'inté- rieur du tube mécanique, cet arbre étant relié d'une part à une prise de force du tracteur et, d'autre part, par l'intermédiaire d'une articulation à Cardan, à l'arbre de transmission solidaire de la vis d'Archimède. L'articulation à Cardan comprend un lit- teur de couple. Suivant une autre caractéristique, l'extrémité du vérin de relevage est munie d'un moyen de brochage réglable sur un montant de l'attache au tracteur. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Fig. 1 est une vue d'ensemble, en position de transport, du dispositif selon l'invention. Fig. 2 est une vue montrant le dispositif amené su-dessus d'une fosse contenant le produit à mplanger, hacher et homogénéiser. Fig. 3 montre le dispositif en position de travail. Fig. 4 est une vue latérale du dispositif. Fig. 5 montre, en perspective, le mécanisme broyeur mélangeur. Fig. 6 est, en vue agrandie, une coupe axiale du mécanisme, suivant les flèches VI-VI (figure 5) On a représenté sur les dessins un tracteur agricole 1 équipé d'un appareil broyeur mélangeur 2. L'appareil 2 est porté et ar tical sur des bras de relevage 3 du tracteur par les points de liaison inférieurs d'une attache trois points 4 dont le point supérieur est broché sur une extrémité d'un vérin hydraulique 5 dont l'autre extrémité est articulée sur le tracteur en 6 ( fi gures 1 à 4).Le vérin 5 est à double effet et permet de monter ou d'abaisser le chassis du dispositif, par exemple depuis une position haute de transport (fig. 1) Jusqu'à une position basse de travail (fig. 3). il est actionné depuis une commande (non représentée) située sur le traiteur Le mécanisme malaxeur (ou mélangeur) est constitué par une pale 7 formant une spire d'une vis d'lichimède fixée & l'exté- rieur d'un tube 8 îui-meme solidaire, par ses flasques d'extré- mité 9, d'un arbre tournant de transmission 10. L'arbre 10 est logé & l'intérieur du tube 8 dont il déborde aux extrémités lon- gitudinale- pour s1 étendre dans un tube mécanique 11 coaxial au tube 8.L'arbre 10, solidaire de la pale 7 est porté par des paliers 12 logés et fixés à l'intérieur du tube mécanique il et par un palier d'extrémité avant 13 ( figure 6). L'arbre 10 et le tube 8 sont disposés à la partie supérieure d'un berceau métallique 14 fixé & l'avant de l'appareil 2. Ce berceau est formé de tubes entourant la vis d'Archimède 7. Sous la portion longitudinale 14a des tubes 14, on fixe des pièces 15 formant patins d'appui pour le berceau de protection de la pale tournante. L'extrémité avant du berceau 14 est manie d'une structure complémentaire 16, amovible, par exemple emboitée puis bloquée par des moyens quelconques connus. La structure 16 constitue un renfort du berceau et elle porte le palier avant 13 de l'arbre 10 (figures 4 à 6). Le bord arrière 17 de la pale 7 est sensiblement radial. il est muni d'une lame 18 qui peut soit être le bord 17 lui-môme soit être une pièce rapportée. Par ailleurs, le berceau 14 comporte des traverses radiales 19 dont une extrémité est fixée à l'extérieur du tube mécanique 11 (fig. 5 et 6). Une ou plusieurs de ces traverses, toutes situées sensiblement dans le même plan radial par rapport à l'arbre 10 sont percées d'ouvertures 20, allongées longitudinalement pour la mise en place et le réglage de lames 21 fixées sur le berceau parallèlement à la lame tournante 18 (figure 6). Par son extrémité arrière, l'arbre 10 sort du tube mécanique 11 pour être relié à un arbre de commande 22, par exemple à l'aide d'articulations de Cardan comprenant une articulation de Cardan à Joint double 23 du côté du mécanisme malaxeur broyeur-hacheur et un limiteur de couple 24 du e6té du tracteur. L'arbre 22 est relié, par son extrémité opposée, à une prise de force (non représentée) du tracteur 1. Par ailleurs, comme illustré en figure 4, une pièce d'appui 25 peut être prévue sur le châssis 2, au niveau de chacune de ses attaches infOrieures articulées 26, tandis qu'une pièce 27, à positions multiples, peut être disposée pour réaliser le brochage du vérin 5 sur l'attache supérieure 28. On notera enfin que le tube mécanique est rempli d'huile. De plus, la pale de malaxage 7 est, dfl préférence, orientée pour produire un effet de soufflage vers ltavant du dispositif lorsqu'elle est mise en rotation. Bien entendu, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en apportant des modifications de détail au dispositif décrit prd- cédemment. Les moyens de réglage de la (ou des) lame fixe 21 peuvent équiper directement la lame elle-meme. Des paliers inter médiaires peuvent être prévus dans le tube mécanique 11, leur nombre étant fonction de la longueur de l'arbre de transmission 10 et suffisant pour éviter le flambage de cet arbre.Le chtssis 2 (de préférence tubulaire), la vis d'Archimède 7 et, de façon gêné rale toutes les pièces métalliques du dispositif sont élaborées soit en un matériau inoxydable par le produit à malaxer et à hacher, soit en métal ou alliage recouvert d'un revêtement protecteur (peinture ou autre traitement de surface connu). Le fonctionnement et la mise en oeuvre du dispositif sont les suivants a) on monte le châssis 2 sur l'arrière du tracteur 1. Le vérin 5 étant rentré, l'ensemble est en position de transport (fig. 1) b) on fait rouler le tracteur et on le recule près d'une fosse 30 contenant, par exemple, un lisier 31 qutil s'agit dthomogé néiser, notamment en hachant les pailles qu'il contient, avant de le pomper pour l'utiliser aux fins d'engrais (fig. 2) c) le tracteur et le chassies 2 étant en place, on développe le vérin 5. Par pivotement autour de ses attaches articulées inférieures 26 (fig. 4), le châssis 2 s'abaisse et le berceau 14 arrive, après avoir plongé dans le lisier 31, en appui sur le fond de la fosse, comme illustré en figure 3.Le mécanisme malaxeur-hacheur, constitué par la vis d'Archimède ou pale héli c8tdale 7, par la lame tournante ou couteau 18 et par les lames fixes réglables ou contre-couteaux 21, est preAt à fonctionner. d) on met en rotation l'arbre de commande 22. Ce mouvement est transmis par les articulations de Cardan à l'arbre de transmission 10 qui tourne suivant la flèche 32 en entratnant - le tube 8 - la pale hélicoldale 7 - le couteau 18 qui est la seule lame tournante (fig. 6) e) cette rotation fournit d'abord un puissant effet de brassage du lisier 31, cet effet étant dû au profil de la pale 7 et à sa longueur qui peut être supérieure à une spire complète; il se crée une aspiration au niveau du couteau tournant 18, puis le mélange est propulsé vers l'avant, suivant la direction indiquée par la flèche 334 provoquant un puissant malaxage et une homogénéisation du lisier dans tout le volume de la fosse 30 (figures 3 et 6). f) le second effet important est un hachage des particules solides aspirées entre le couteau tournant 18 et un contre-couteau fixe 21. Ce hachage peut être très fin. Bn effet,les ouvertures 20 autorisent le réglage précis du bord du contre-couteau 21 qui sera ajusté pour castre parfaitement parallèle au bord du couteau tournant 18, la distance entre les deux bords étant adaptée à la nature du ou des matériaux solides à hacher (fig. 6). Ce hachage est un véritable découpage, à la façon de celui qui serait obtenu par les lames d'un ciseau, Les particules solides du lisier sont hachées finement, ce qui favorise l'homogénéisation du produit qu'on pourra ensuite facilement pomper vers une zone d'épandage (figure 6) On notera que ce hachage peut tre accéléré en prévoyant, sur le berceau 14, plusieurs contre-couteaux 21 réglables indépendamment les uns des autres, et devant chacun desquels circule le même couteau tournant 18. Parmi les principaux avantages du mécanisme malaxeur hacheur, on retiendra notamment - la puissance de la propulsion brasse toute la cuve, quelle que goit la nature du produit à mélanger, si bien que l'appareil n'a pas å être changé de place en cours de travail - l'amélioration du malaxage et la récision du hachage permettent d'éliminer tous les éléments solides de dimensions trop importantes (croûte solide de surface, pailles ) et d'obtenir un produit très homogène qui peut facilement être repris par une pompe aspirant - l'appareil est relativement peu comateux et son efficacité (malaxage, hachage) permet d'utiliser ensuite des pompes simples et classiques - le vérin de descente et de relevage permet de supprimer les interventions manuelles les plus épuisantes et qui peuvent, dans les dispositifs connus, causer la détérioration du mécanisme malaxeur. REVENDICATIONS 1. Appareil mélangeur broyeur, destiné notamment à homogénéiser des eaux grasses, des lisiers ou des mélanges contenant des particules solides recueillis dans une fosse, cet appareil comportant un châssis muni de moyens pour le fixer,de manière articulée, sur un tracteur ou engin analogue muni de dispositifs moteurs, ce châssis portant, à son extrémité libre opposée, un berceau dans lequel est logé un mécanisme de malaxage et de hachage, caractérisé en ce que le mécanisme malaxeur hacheur est constitué par une vis d'Archimède à pas simple s'étendant sur au moins les trois-quart d'une spire, le bord arrière de la vis étant muni d'un couteau sensiblement radial qui, lorsque la vis tourne sur elle-msme, circule devant au moins un contrecouteau fixe et réglable, des moyens étant prévus pour assurer, depuis le tracteur, la rotation de la vis,aâors qu'un vérin est intercalé entre l'arrière du tracteur et un point d'attache du châssis pour réaliser la descente et le relevage de l'appareil. 2. Appareil suivant le revendication 1, caractérisé en ce que la vis d'rehimède forme une pale qui s'étend sur une spire eomplite au moins, définissant une surface héliceidale dont les dimensions assurent un brassage puissant de toute la cuve, sans que l'appareil soit déplacé 3.Appareil suivant la revendication 1, caractérisé on ce que le couteau tournant est directement constitué par le bord arrière de la pale, ce couteau circulant devant un ou plusieurs contrecouteaux portés par des traverses du berceau et réglables indépen damment les uns des autres de façon que leurs bords soient parfaitement parallèles et aussi rapprochés que possible du couteau tournant, pour réaliser un hachage fin des particules solides dan le mélange 4.Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé on ce que son chQssis est tubulaire et est fixé au tracteur par une attache trois points, à savoir - deux points bas constitués chacun par des axes coaxiaux d'a ticulation portés, par exemple par des bras de relevage du tracteur - un point supérieur muni d'un moyen pour le brochage articul d'une extrémité du vérin hydraulique à double effet, ce vérin de relevage étant articulé, par son extrémité opposée, sur le trac teur. 5. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pale hélicoidale est fixée sur la paroi extérieure d'un tube disposé dans le prolongement d'un tube mécanique étanche du châssis et au-dessus du berceau métallique solidaire de l'avant du chassie, la pale et le tube constituant la vis d'archimède de malaxage et de hachage, vis pour laquelle le berceau forme une structure de protection 6. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vis d'Archimède est solidaire d'un arbre de transmission qui est porté par des paliers de rotation et qui s'étend à l'intérieur du tube de la vis et du tube mécanique 7.Appareil suivant l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que le tube mécanique est rempli d'huile, tandis qu'il est relié, par son extrémité arrière, à un arbre de commande, et, par son extrémité avant, au berceau métallique formant protection et patin pour la vis d'Archimède 8. Appareil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la liaison entre l'arbre de transmission intérieur au tube mécanique et l'arbre de commande est réalisée par des articula- tions de Cardan comprenant un limiteur de couple, alors que l'arbre de commande est actionné en rotation à l'aide des organes moteurs du tracteur. 9. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le berceau est relié à l'extré- mité avant du tube mécanique du chèssis par les traverses sur lesquelles sont montés le ou les contre-couteaux, à l'aide de moyens d'sssemblage,de réglage et de blocage, des ouvertures allongées longitudinalement étant prévues soit dans chaque lame contre-couteau, soit dans les traverses.