Brevet FR2459678A1 — publié le 19810116

La présente invention concerne une machine à mélanger et à fabriquer les boulettes. I1 est souhaitable de convertir les produits poussièreux ou fins comme le calcaire et le gypse broyés en boulettes pour faciliter la manipulation et éliminer la poussière. Cela nécessitait précédemment un équipement considérable car il était nécessaire de mélanger le liant, l'agent d'activation, et le produit à agglomérer puis d'agglomérer le mélange en boulettes dans une machine séparée comme une machine à fabriquer les boulettes ou à tasser à cuve ou bien un granulateur à tambour. Le prix de cet équipement était sensible et le débit de produits était faible. Le fort pourcentage des boulettes surdimensionnées et sousdimensionnées pose également un problème dans les dispositifs connus d'agglomération. La machine à mélanger et à fabriquer les boulettes selon l'invention mélange continuellement le liant, l'agent d'activation et le produit à agglomérer puis agglomère le mélange en boulette La machine opère à des vitesses de l'ordre de 100 t/mn et provoque une agitation violente des ingrédients produisant un mélange de forte intensité nécessitant moins de liant activant et moins de liant pour une résistance donnée de la boulette car, grâce à l'action de mélange et à la forte agitation, les particules sont plus solidement liées les unes aux autres. La dimension des boulettes est facile à ajuster soit en changeant la vitesse de fonctionnement du rotor ou la teneur en liquide ou l'angle de décharge ou de basculement > ce qui change le temps de rétention. Tandis que la vitesse augmente, la dimension du produit diminue et inversement. Tandis que la teneur en humidité augmente, la dimension du produit augmente et inversement. Tandis que le temps de rétention augmente, la dimension du produit devient plus uniforme. Dans d'autres types d'équipement,des boulettes surdimensionnées sont le résultat d'une accumulation sur les parois de la chambre de mélange et ensuite la chute de ces accumulations laisse des boulettes surdimensionnées. Cette machine comprend une auge flexible en caoutchouc dans laquelle tourne l'ensemble du rotor et l'auge est sollicitée par ressort pour résister aux forces qui lui sont appliquées par l'ensemble du rotor tandis qutil tourne, et ainsi l'auge est à un état constant de flexion,ce qui empêche l'accumulation du matériau. L'accumulation du matériau sur les pales du rotor est empêchée en prévoyant des pales qui ont des surfaces planes et convergentes se rencontrant pour former un bord aigu.L'angle entre les surfaces des pales est inférieur à 450 et les pales forment légèrement un angle par rapport à un plan transversal pour contrôler l'action de transfert du matériau. Une pale et un bras sur quatre connectés à un arbre axial sont dans un plan commun et les bras sont en relation sensiblement contigue le long de l'arbre axial. L'action de -h-ansfert est due à la mise en place en spirale des bras le long de l'arbre. Le matériau à mélanger et à agglomérer est amené à une extrémité et l'eau est pulvérisée sur lui à l'extrémité d'antrée Une plus ample rupture des grands morceaux est accomplie par une rangée d'éléments pendants de chaine placés au dessus de l'ensemble du rotor. Une extrémité d'évacuation de l'a8p est sensiblement ouverte mais elle comprend un léger élément en rebord formant barrage. L'auge a environ 3 m de long et elle est rigidement supportée uniquement à ses extrémités opposées, laissantpresque toute sa longueur libre de se fléchir pour empcher une accumulation du matériau. Le matériau de caoutchouc diminue également les pertes par usure et frottement, nécessitant ainsi moins de puissance pour faire fonctionner l'ensemble du rotor. Une machine ayant 3 m de long, 0,91 m de profondeur et 0,76 m de large peut facilement être entrainée par un moteur de 40 chevaux à 100 t/mn, et produire 45 tonnes de gypse ou calcaire en boulettes par heure. DBs exemples des produits et les méthodes de production dans la machine à mélanger et à fabriquer les boulettes selon l'invention sont révélés dans les demandes de brevets en cours aux Etats-Unis d'Amérique n0534.687 déposéele 20 décembre 1974 et n" 708.986 déposée lue 26 juillet 1976. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode deréalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation en coupe transversale latérale de la machine à mélanger et à fabriquer les boulettes selon l'invention ;; - la figure 2 est une vue en plan de dessus - la figure 3 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne 3-3 sur la figure 2, - la figure 4 est une vue en élévation latérale d'un bras et d'une pale - la figure 5 est une vue extrême du bras et de la pale de la figure 4 illustrant la pale en différentes positions de réglage - la figure 6 est une vue semblable à la figure 5 mais montrant un moyen éventuel pour monter réglable une pale sur un bras - la figure 7 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne 7-7 de la figure 2 et illustrant l'extrémité d'évacuation de la machine ; et - la figure 8 est une vue en coupe transversale fragmentaire et agrandie de la structure extrême de l'auge et de sa connexion à la paroi latérale d'enceinte. La machine à mélanger et à fabriquer les boulettes selon l'invention est généraement indiquée sur la figure 1 par le repère 10, et elle comprendumenceinte allongée 12 ayant des parois extrêmes et opposées 14 et 16 et des parois latérales 18 et 20 qui coopèrent avec un fond semi-cylindrique 22 en forme d'auge, pour former une chambre de mélange ét d'agglomération 24, dans laquelle est placé un ensemble 26 d'un rotor, L'auge 22 est formée en caoutchouc pour lui donner sa flexibilité et elle n'est supportée que le long de ses bords supérieurs et longitudinaux 28 et 30 > là où elle est fixée aux parois latérales 18 et 20 de l'enceinte.Seules les extrémités opposées 31 et 32 ne sont pas flexibles et comme on peut le voir sur la figure 8, elles comprennent des attaches supérieure s et inférieures en acier 33 et 34 interconnecté par des boulons 36. L'attache supérieure 33 se termine à une courte distance des extrémités supérieure s pour permettre à une attache 38 en métal s'étendant longitudinalement d'être placée contre la surface interne de l'auge en caoutchouc 22 et de la serrer à l'attache inférieure 34 et à la paroi latérale 18 de l'enceinte au moyen de boulons 40. Les extrémités 31 et 32 relativement peu flexibles sont semblables bien que l'extrémité 32 soit très serrée contre la paroi extrême 16, comme on peut le voir sur la figure 1 pour former un joint, et l'extrémité 31 est espacée d' environ 0,15 m de la paroi extrême 14 pour permettre l'évacuation du matériau 41 en boulettes sur un rebord 42 formant barrage arqué comprenant quatre sections soudées ensemble dans les plaques de support 33 et 34. Les parois latérales 18 et 20 supportent de plus les extrémités 31 et 32 de l'auge 22 par les supports horizontaux 46 fixés par des boulons aux parois latérales et qui s'en étendent vers l'intérieur et sont soudés à la plaque inférieure de support 34. L'ensemble 26 du rotor tournant dans le sens des aiguilles d'une montre, en regardant la figure 3 > a tendance à décaler l'auge en caoutchouc 22 vers la gauche quand elle est remplie d'un matériau, et un certain nombre de ressorts 50 longitudinalement espacés, fixés au bord inférieur de la paroi latérale 20 et à l'auge 22 résistentà cette tendance. En conséquence, tandis que l'auge a tendance à se décaler vers la gauche, les ressorts 50 ont tendance à la ramener et ainsi à la maintenir à un état constant de flexion, comme cela est indiqué par les lignes en pointillés sur la figure 3, pour empêcher l'accumulation du matériau à l'intérieur de l'auge. L'ensemble 26 du rotor comprend un arbre axial 52 qui s'étend sur toute la longueur de l'enceinte dans un plan horizontal contenant les bords supérieurs de l'auge 22. Un tube externe 54 est monté réglable à l'arbre 52 par des vis 56 d'ajustement qui permettent d'équilibrer l'ensemble du rotor. Plusieurs bras 60 portant des pales 70 sont placés sur le tube carré 54 en relation contiguë et côte-àcôte sur toute la longueur du tube 54. Les bras 60 sont tubulaires et sont montés en spirale autour des quatre surfaces du tube 54 par deux surfaces 62 et 64 d'une encoche 65 à l'extrémité interne du bras 60, ces surfaces 62 et 64-engageant les quatre surfaces.Le bras est alors fixé en étant soudé au tube 54, Les extrémités externes des bras 60 comprennent deux paires de fentes 66 disposées de façon opposée dans lesquiles des boulons 68 s'étendent pour relier de façon réglable les extrémités internes 69 en forme de V des pales 70 aut bras tubulaires 60. Les extrémités externes 72 des boulons 68 font corps avec les pales 70. Les pales 70 sont de forme symètrique et ont des surfaces latérales planes et convergentes 74 et 76 se rencontrant pour former un bord aigu 78. L'angle entre les surfaces planes 74 et 76 est de préférence de 300 et au moins inférieur à 450. La pale a une surface extrême externe arrondie 80 pour se conformer à la surface courbée de l'auge 22 pendant le fonctionnement. L'agencement et la forme uniques des bras 60 couvrent totalement l'auge et les pales 70 empêchent l:accumulation du matériau sur les pales 70 qui est empêché de former des amas. Sur la figure 6 est montré un agencement éventuel de montage pour connecter les pales 70A auxbras 60A, où le bras 60A a une section transversale semi-cylindrique et il reçoit une pale ayant une extrémité interne convexe 70B correspondant à la surface concave 603 du bras 60A. Des épaulements 70C sur des côtés opposés de la pale 70A limitent l'ajustement angulaire par engagement avec les bords 60C de la partie semi-cylindrique 60A.Des boulons 68A traversent une seule fente 66A au fond de la partie 60A et permettent ainsi un mouvement pivotant et angulaire des pales 70A pour pivoter entre les positions extrêmes en pointillés sur la figure 6. Seul un léger ajustement angulaire des pales 70 par rapport à un plan transversal est requis, car seul un léger changement de la direction de basculement du rotor change le temps de rétention du produit dans la machine à fabriquer les boulettes. Les figures 5 et 6 représentent les positions extrêmes d'ajustement qui sont possibles. On peut ainsi voir qu'un bras 60 et une pale 70 sur quatre sont dans un plan commun qui est parallèle à un plan contenant les bras et les pales sur le côté opposé de l'arbre comme on peut le voir sur les figures 3 et 7. Les morceaux plus grands de matériau dansa chambre de mélange et de fabrication de boulettes 24 peuvent être rompus en étant jetés contre une rangée d'éléments pendants de chaine 82 connectés à une plaque longitudinale 84 fixée à un organe central 86 du cadre s'étendant longitudinalement directement au dessus de l'ensemble du rotor 26 comme on peut le voir sur les figures 1 et 3. L'enceinte comporte une ouverte 90 d'alimentation de forme rectangulaire sur la paroi extrême 16 au dessus de l'ensemble du rotor 26 et une série de tubulures 92 d'éjection d'eau est prévue en trois rangées à travers la largeur de l'enceinte, comme on peut le voir sur la figure 2, à proximité de l'ouverture d'entrée 90. L'arbre 52 du rotor traverse la paroi extrême 16 de l'enceinte à travers un palier 94 pour venir en engagement avec un pignon 96 entraîné par une chaine 98 connecte à un pignon 100 sur un arbre 102 connecté à un moteur 104. En fonctionnement, on peut voir que le matériau à transformer en boulettes comme, par exemple, sans limitation, du calcaire ou du gypse et un liant et un agent d'activation appropriés, sont amenés dans l'ouverture d'entrée 90, l'humidité étant ajoutée par les tubulures 92, ensuite le mélange et la formation de boulettes se produisent tandis que le matériau est travaillé par l'ensemble 26 du rotor qui déplace le matériau, tandis qu'il est mélangé, sur toute la longueur de la machine jusqu a l'ouverture d'évacuation où le matériau est évacué sous forme de boulettes. Dans un mode de réalisation préféré, la machine a 0,76 m de large, 0,91 m de profondeur et 3 m de longueur, et l'ensemble du rotor est entraîné à environ 100 t/mn par un moteur de 40 chevaux.Les vitesses rapides de l'ensemble du rotor Uetirt le matériau vers l'extérieur et forment un mélange de forte intensité tout en agitant violemment les ingrédients. Les pales 70 ont une action de charrue tandis qu'elleS passent dans le matériau. La forme spéciale des pales 70, selon laquelle elles sont de forme symetrique et comprennent des surfaces planes et convergentes se rencontrant pour former un bord menant et aigu faisant tomber l'accumulation de matériau, ne produit pas des amas et des boulettes surdimensionnées.Cela est également vrai avec la construction unique de l'auge dans laquelle on utilise du caoutchouc pour lui donner sa flexibilité et l'action de ressort produite par les ressorts 50 tendant à résister aux forces de rotation de l'ensem- ble du rotor 26 maintient l'auge à un état continu de flexion, pour empêcher ainsi l'accumulation du matériau sur l'auge comme on peut le voir par les lignes en pointillés sur la figure 3. Le barrage 42 est uniquement suffisamment élevé à l'extrémité d'évacuation pour empêcher les particules fines et non transformés: en boulettes ainsi que les amas d'être évacués. Ainsi, on peut voir qu'un grand nombre de types différents de matériaux finement subdivisés peuvent être transformés en boulettes par l'action de mélange et de formation de bouléttes combinée de cette machine produisant des boulettes d'une dimension uniforme. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E v E N P i C A T i 0 N S 1. Machine à mélanger et à fabriquer les boulettes caractérisée en ce qu'elle comprend - une enceinte allongée ayant une auge disposée horizontalement, des parois latérales et opposées et des parois extrêmes, ladite auge ayant des extrémités opposées d'entrée et de sortie, - un ensemble d'un rotor s'étendant sur la longueur de ladite auge entre lesdites parois extrêmes et opposée s et comprenant un arbre axial ayant plusieurs bras s'étendant radialement sensiblement sur sa longueur, - un moyen de puissance pour faire tourner ledit ensemble du rotor à des vitesses de l'ordre de 100 t/mn pour produire une vitesse au bout de la pale de l'ordre de 120 à 457 m par minute - une pale ayant une section longitudinale transversale uniforme sur l'extrémité externe de chaque bras, et disposée dans un plan sensiblement vertical et s'étendant transversalement, sensiblement commun audit bras et à ladite pale, ladite pale étant allongée et en forme de coin et ayant des surfaces planes et convergentes symètriques disposées de façon opposée formant un bord de coupe menant et aigu faisant face à la direction de la rotation du rotor, la rotation dudit ensemble du rotor étant adaptée à mélanger et à former des boulettes du matériau introduit dans ladite auge lors de son déplacement par lesdites pales vers l'extrémité de sortie de ladite auge, - un moyen de pulvérisation d'eau sur la largeur de ltextrémité d'entrée uniquement,et au sommet de l'enceinte pour pulvériser de l'eau surle matériau introduit dans ladite auge pour le mouiller, - un mur d'éléments pendants de chaine au sommet de ladite enceinte, s'étendant jusqu'à proximité de l'ensemble du rotor et s'étendant à partir des moyens de pulvérisation d'eau jusqu'à l'extrémité de sortie pour rompre du matériau dans ladite enceinte, jeté contre les éléments de channe par ledit ensemble du rotor, et - ladite auge étant formée en un matériau flexible suspendu entre lesdites parois latérales, un moyen étant opérativement connecté à ladite auge pour résister à un mouvement de ladite auge dans la direction de la rotation dudit ensemble du rotor, afin de forcer ainsi ladite auge à se fléchir continuellement tandis que ledit ensemble du rotor tourne, pour empêcher ainsi une accumulation du matériau dans ladite auge. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen précité pour résister à un mouvement de l'auge précitée est un moyen formant ressort. 3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pale précitée comporte un bord extrême externe libre qui est arrondi pour se conformer à la courbure de l'auge précitée et qui est très peu espacé de ladite auge, lesdites pales étant portées sur des bras s'étendant radialement, chaque pale comportant un boulon traversant des fentes alignées et disposées de façon opposée sur lesdits bras tubulaires, chaque bras comprenant une partie concave- dans laquelle est reçue une pale, ladite pale comprenant une surface convexe pour correspondre à ladite partie concave, le boulon connecté à ladite pale traversant une fente dans ladite partie concave pour fixer réglable ladite pale audit bras. 4. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble du rotor précité est supporté entre les parois extrêmes précitées par un arbre à plusieurs cotés qui est supporté rotatif entre lesdites parois extrêmes, ledit ensemble du rotor comprenant un manchon à plusieurs cotés à travers lequel s'étend ledit arbre en engagement correspondant, ledit manchon étant fixé radialement réglable audit arbre, un moyen d'ajustement étant prévu pour bloquer sélectivement ledit manchon audit arbre pour équilibrer l'ensemble du rotor précité. 5. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'auge arquée précitée est de plus définie comme étant de forme semi-cylindrique, ladite auge comprenant un cadre arqué et rigide à chaque extrémité, qui la supporte, et qui est connecté aux parois latérales précitées, ladite auge, à son extrémité de sortie étant sensiblement ouverte pour l'évacuation du matériau en boulette, et ladite extrémité de sortie sensiblement ouverte comportant un barrage disposé verticalement et ayant une hauteur sensiblement inférieure au rayon de courbure de ladite auge arquée. 6. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que le cadre précité comprend des plaques supérieure et inférieure sur des côtés opposés de l'auge flexible précitée, avec des moyens de fixation maintenant lesdites plaques et ladite auge ensemble. 7. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau flexible de l'auge précitée est de plus défini comme étant un matériau de caoutchouc. 8. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les bras et les pales précités sont très peu espacés longitudinalement le long de l'auge précitée en agencement en spirale et sont espacés radialement de 900, ainsi un bras et une pale sur quatre sont dans un plan commun, l'espace entre les bras et lespales adjacents étant de plus défini par des bras et pales adjacents sensiblement dans des plans s'étendant transversalement et contigus et séparés, un moyen d'ajustement étant prévu pour relier lesdites pales audit bras pour déplacer lesdites pales à des positions à un faible angle par rapport aux plans s'étendant transversalement, ainsi une rotation de l'ensemble du rotor précité produit une action de transfert pour déplacer le matériau précité de l'extrémité d'entrée à l'extrémité de sortie. 9. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle entre les surfaces convergentes d'un pale précitée est inférieur à 45 . 10. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'angle entre les surfaces convergente d'une pale précitée est de plus défini comme étant de l'ordre de 300.