Brevet FR2462623A1 — publié le 19810213

La présente invention se rapporte aux machines tournantes et, plus particulièrement, à celles dans lesquelles un couple de torsion variable se développe entre deux rotors concentriques, synchrones. L'invention trouve une application de choix dans les centrifugeuses fonctionnant en continu. On connaît une centrifugeuse comprenant une vis convoyeuse, entraînée en rotation par un premier élément d'un réducteur de vitesse, et un bol ou tamis, cylindroconique, concentrique à la vis et entraîné à une deuxième vitesse, différente de la première, par un deuxième élément du réducteur. Le mélange de liquide et de solide, qui est envoyé par l'entrée de la vis et qui ressort par la sortie de la vis dans l'espace annulaire compris entre la vis et le bol, est centrifugé. Le liquide, moins dense, ou effluent s'échappe par le tamis ou par l'extrémité cylindrique du bol par une sortie ménagée au niveau requis, tandis que le solide, plus dense, ou sédiment est convoyé par la vis jusqu'à une sortie pour les matières sèches ménagée à l'extrémité tronconique du bol.La siccité du sédiment est d'autant meilleure que la vitesse relative entre la vis convoyeuse et le bol est plus petite, puisqu' alors la durée de séjour dans la centrifugeuse du mélange de liquide et de solide est plus longue. Mais la diminution de cette vitesse relative entraîne une accumulation de matière dans l'espace annulaire. Le couple entre les arbres devient de plus en plus grand et atteindrait une valeur incompatible avec la résistance mécanique des pièces constitutives de la machine s'il nty était mis une limite. On connaît,à cet effet,un limiteur de couple, actionnant une alarme ou commandant directement l'arrêt de l'alimentation de la machine en le mélange de liquide et de solide ou même l'arr8t du fonctionnement de celle-ci. Ce limiteur comprend deux leviers interposés et un plateau tournant et repoussé par un ressort. Ce limiteur est coûteux à réaliser non seulement en raison de sa complexité, mais aussi et surtout parce que les pièces mécaniques qui le constituent reçoivent et transmettent elles-mbeme toutes les variations de couple. Elles sont soumises à des efforts importants. Les leviers doivent être renforcés, ainsi que leur face d'appui, par des plaquettes en métal dur. On connaît aussi une centrifugeuse dans laquelle un troisième élément d'un réducteur de vitesse tourne à une troisième vitesse, différente de celles des deux autres éléments. Grâce à un régulateur de couple très complexe et très couteux, l'augmentation du couple au delà du seuil prescrit provoque une augmentation de la vitesse relative, ce qui tend à faire décroître le couple. L'invention vise une machine tournante simple et peu coûteuse à fabriquer, qui est néammoins aussi efficace que les machines antérieures. L'invention a donc pour objet une machine tournante comprenant deux rotors concentriques, synchrones, entre lesquels se développe un couple de torsion variable, un dispositif pour transformer une variation du couple en un déplacement, à composante axiale, d'un coulisseau, et des moyens, commandés par le déplacement du coulisseau, pour s opposer à la variation du couple, caractérisée en ce que le dispositif comprend un organe élastiquemonté coaxialement entre les deux rotors et sollicité en torsion par ceux-ci. L'organe élastique absorbe le couple et le transforme en un écart angulaire qui régit le déplacement du coulisseau. Les pièces mécaniques utilisées pour déplacer le coulisseau ne sont donc plus soumises directement aux efforts provoqués par un couple important. Suivant une variante, permettant d'obtenir une régulation du couple, les moyens pour s'opposer à la variation du couple agissent sur un mécanisme de transformation de la vitesse de l'un des rotors. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple La figure 1 est une vue en perspective d'une machine suivant l'invention, Les figures 2, 3 et 4 sont des vues, en coupe axiale, de trois variantes, et La figure 5 est un schéma d'une centrifugeuse suivant l'invention. A la figure 1, un rotor 1 est entraRné en rotation à la même vitesse qu'un rotor 2 qui lui est concentrique. Entre les deux rotors 1 et 2 se développe un couple, dû au fonctionnement de la machine. Sur le rotor 1 est claveté par une clavette 3 un coulisseau 4. Le coulisseau 4 est donc solidaire en rotation du rotor 1 mais peut coulisser axialement le long de celui-ci. Le coulisseau 4 porte un doigt 5 terminé par un galet 6. Sur la paroi intérieure du rotor 2 est taillée une gorge 7 hélicoîdale dans laquelle peut rouler ou glisser le galet 6. Entre les deux rotors 1 et 2 est monté coaxialement à frottement un anneau 8 en élastomère qui est sollicité en torsion par ceux-ci. Le coulisseau 4 vienS en fin de course, actionner uncontact 9 qui, par un dispositif 10, agit sur le moteur il d'entrai- nement du rotor 1, de manière à réduire le couple entre les rotors 1 et 2. Le contact 9 pourrait aussi actionner un dispositif d'alarme ou tout autre dispositif provoquant une réduction du couple. A la figure 2, le coulisseau 4 est une vis 12 , tandis que la paroi intérieure du rotor 2 forme un écrou 13 correspondant. Un ressort 14 relativement faible est interposé entre un chapeau de la vis 12 et le rotor 1 et sert à compenser les jeux. A la figure 3, l'anneau 8 est remplacé par un ressort 1S,travaillant à la torsion,dont les extrémités 16 et 17 sont solidaires respectivement des rotors 1 et 2. Le coulisseau est constitué par le flasque 18 mobile d'une poulie, dont l'autre flasque 19 est fixerez qui reçoit une courroie 20,trapézoîdale, l'ensemble formant mécanisme de transformation de vitesse.Un doigt 21 d'un manchon 22 solidaire du rotor 1 se déplace dans une gorge 23hélicoldale du flasque 18. La figure 5, qui met en oeuvre l'agencement représenté à la figure 4, illustre l'application de l'invention à une centrifugeuse. Celle-ci comprend une vis 23 convoyeuse ayant une entrée 24 et une sortie 25 pour un mélange de matières solides en suspension dans un liquide. La vis 23 est entourée par un bol 26 ou tamis cylindroconique ayant une sortie 27, à l'extrémité conique, pour la matière solide et une sortie 28 à l'autre extrémité dans la cas où le bol ne forme pas tamis. Les sorties 25, 27 et 28 débouchent dans ou de l'espace 29 annulaire compris entre la vis 23 et le bol 26 qui lui est concentrique. La vis 23 est solidaire en rotation des satellites 30 d'un réducteur de vitesse, tandis que le bol 26 est solidaire en rotation de la couronne 31 du réducteur, entraînée en rotation à une vitesse absolue par un moteur 32 à l'aide d'une transmission à poulies 33 et courroie 34. La différence de vitesses de rotation entre le bol 26 et la vis 23 est appelée vitesse relative. Le planétaire 35 du réducteur est calé sur un rotor 36, entraîné en rotation par le moteur 32 par l'intermédiaire d'une transmission à poulies 37 et courroie 38 trapézoîdale, à une vitesse différente de celle de la couronne 31. La différence de ces deux vitesses est dite vitesse différentielle. Sur le rotor 36 est monté à frottement un anneau 39 en élastomère. Cet anneau frotte aussi sur le flasque 40 fixe de l'une des poulies 37 dont l'autre flasque 41 mobile est repoussé vers le flasque 40 par un ressort 42. Le rotor 36 est solidaire d'un manchon 43 roulant dans une rampe 44 du flasque 41. Il est avantageux que la vitesse relative soit la plus faible possible pour que la durée de séjour du mélange de liquide et de solide dans la centrifugeuse soit la plus grande possible et que le solide qui sort par la sortie 27 soit le plus sec possible. Mais cette vitesse relative ne doit pas s'abaisser au point que, l'alimentation en mélange continuant au même débit, le couple entre la vis 23 et le bol 26 atteigne une valeur qui dépasse la résistance mécanique des pièces constitutives de la machine. Lorsque ce couple augmente, le couple entre le rotor 36 et le flasque 40 augmente. L'anneau 39 en élastomère se tord et provoque le déplacement du flasque 41 et donc une variation de la vitesse différentielle et dela vitesse relative et donc,par augmentation de cette dernière, une diminution du couple. REVENDICATIONS 1. Machine tournante comprenant deux rotors concentriques, synchrones, entre lesquels se développe un couple de torsion variable, un dispositif pour transformer une variation du couple en un déplacement, à composante axiale, d'un coulisseau, et des moyens, commandés par le déplacement du coulisseau, pour s'opposer à la variation du couple, caractérisée en ce que le dispositif comprend un organe élastique entre les deux rotors et sollicité en torsion par ceux-ci. 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe élastique est un anneau en élastomère interposé à frottement entre les deux rotors. 3. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe élastique est un ressort dont les extrémités sont respectivement solidaires des rotors. 4. Machine suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le coulisseau est solidaire en rotation de l'un des rotors. 5. Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif comprend une rampe > inclinée sur l'axe, notamment hélicoidale, ménagée sur l'un des rotors et conjuguée d'un galet solidaire du coulisseau. 6. Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif comprend un écrou et une vis conjugués dont l'un est solidaire de l'un des rotors et l'autre du coulisseau. 7. Machine suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits moyens agissent sur un mécanisme de transformation de la vitesse de l'un des rotors. 8. Machine suivant la revendication 7, caractérisée en ce que le dispositif de transformation de la vitesse de l'un des rotors comprend deux flasques de poulie trapézoidale, dont l'un constitue le coulisseau. 9. Centrifugeuse comprenant une vis convoyeuse, ayant une entrée et une sortie, entraînée en rotation à une première vitesse par un premier élément d'un réducteur de vitesse, et un bol cylindroconique qui, par un deuxième élément du réducteur, est entraîné en rotation à une deuxième vitesse différente de la première et qui est concentrique à la vis en définissant avec celle-ci un espace annulaire dans lequel débouche la sortie de la vis et duquel débouchent des sorties du bol, un troisième élément du réducteur tournant à unetroisième vitesse différente des deux autres, la vitesse de l'un des trois éléments ou premier rotor étant modifiable par l'intermédiaire d'un transformateur de vitesse, à courroie ou second rotor, caractérisée en ce que les deux rotors font parti d'une machine suivant l'une des revendications 1 à 8 10. Centrifug-euse suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le premier rotor est le troisième élément.