Brevet FR2474358A1 — publié le 19810731

La présente invention concerne un mélangeur pour produits granuleux, en particulier pour sable de fonderie, du type comprenant une cuve cylindrique comportant une paroi latérale fixe et un fond tournant monté rotatif à l'in- térieur de la partie inférieure de la paroi latérale fixe. Le fond tournant des mélangeurs de ce type porte un joint d'étan- chéité périphérique s'avançant au-dessus d'une pièce annulaire fixe faisant saillie sur la face interne de la paroi latérale de la cuve. Ce joint, qui est en contact permanent avec la pièce annulaire, est soumis à de très grandes forces de friction pendant la rotation du fond fournant et se trouve ainsi exposé à une usure particulièrement intense et rapide. Pour éviter la forma- tion de fuites, il convient donc de le remplacer fréquemment, ce qui a mal- heureusement l'inconvénient d'entraîner des frais de maintenance élevés et de nécessiter une immobilisation relativement longue du mélangeur qui ne peut donc être utilisé au maximum de ses possibilités. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet un mélangeur du type susmentionné qui se caractérise en ce que le fond tournant comporte une collerette périphérique surplombant sa face latérale et ménageant un interstice annulaire avec la pa- roi latérale de la cuve, en ce qu'une protubérance annulaire portée par la paroi latérale de la cuve s'avance sous la collerette et délimite avec celle- ci une chambre annulaire s'étendant entre la face latérale du fond tournant et la paroi latérale de la cuve, et en ce que la chambre communique avec la cuve par l'intermédiaire de l'interstice annulaire et débouche sous le fond tournant par l'intermédiaire d'une fente annulaire étroite prévue entre la face latérale de celui-ci et la protubérance. Grâce à cet ensemble de dispositions, la chambre contient en perma- nence une quantité fortement comprimée de produit. Son remplissage, qui s'ef-. fectue à force sous le poids très important de la charge déversée dans la cuve, s'accompagne en effet d'une forte compression du produit qu'elle con- tient. Or, par suite de sa compression, ce produit perd sa fluidité et n'a donc pas tendance à s'infiltrer dans la fente annulaire, surtout que la force centrifuge engendrée par la rotation du fond tournant contrarie encore son entrée dans cette fente. On conçoit ainsi aisément que la présente invention permet d'obte- nir une étanché té très satisfaisante entre le fond tournant et la paroi laté- rale de la cuve, et ce grâce à un joint formé par le produit lui-même. Le produit contenu dans la chambre, du fait de sa compression, a par ailleurs tendance à adhérer à la collerette et à la protubérance, surtout s'il est humide. D'intenses efforts de cisaillement s'exercent alors dans sa masse pendant la rotation du fond tournant et le contraignent à se séparer en deux couches superposées dont les surfaces de contact sont exposées à des forces de frottement. 'r, co=me des forces s'exercent dans la masse du produit et non pas sur la collerette et la protubérance, celles-ci sont donc parfaitement protégées contre tout risque d'usure. La présente invention a donc également l'avantage de réduire nota- blement les frais d'entretien du mélangeur. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la fente est moins large que l'interstice. Cette disposition permet d'améliorer encore l'étanchéité entre le fond tournant et la paroi latérale de la cuve. En effet, comme le produit peut entrer dans la chambre beaucoup plus facilement qu'il ne peut en sortir, il se bourre dans celle-ci en se comprimant davantage, ce qui le rend encore plus compact et donc moins apte à traverser la fente annu- laire. Cette disposition permet en outre une meilleure protection de la collerette et de la protubérance contre les risques d'usure. En favorisant la compression du produit contenu dans-la chambre, elle permet en effet à celui-ci de mieux adhérer à la collerette et à la protubérance qui se trou- vent ainsi encore mieux protégées contre l'action d'éventuelles forces de frottement. De préférence, l'interstice et la fente s'étendent coaxialement avec la paroi latérale de la cuve. Les parois délimitant l'interstice et la fente ayant ici des formes cylindriques, leur usinage peut évidemment être réalisé facilement et à moindre frais. Il convient par ailleurs de noter que la forme cylindrique de l'interstice contribue également à augmenter la compression du produit se trouvant dans la chambre. Le poids du produit déversé dans la cuve peut en effet s'exercer directement sur le contenu de la chambre. Pour éviter que le produit se trouvant dans l'interstice puisse être à l'origine d'une usure anormale de la collerette périphérique, celle-ci est avantageusement pourvue sur sa face tournée vers la paroi latérale de la cuve, de plots rapportés réalisés en matériau résistant à l'usure et faisant saillie dans l'interstice. Pendant la rotation du fond tournant, les plots rapportés se fraient un passage dans le produit se trouvant dans l'interstice. Ce faisant, ils éloignent ce produit de la face latérale de la protubérance qui se trouve donc protégée contre une usure intempestive. Avantageusement, la collerette périphérique est formée par des sec- teurs amovibles situés dans le prolongement de la face supérieure du fond tournant. Grâce a ces secteurs, le fond tournant n'aurait pas à être remplacé en totalité si l'usure de la collerette devenait trop importante. Il suffirait en effet de changer les secteurs usagés pour remettre la collerette en état, ce qui est facile à réaliser et permet en outre une réduction très appréciable des frais de réparation. On notera ici que le matériau constituant les secteurs pourrait être différent de celui utilisé pour réaliser le fond tournant. Par exemple, lors- que les plots sont fixés par soudage sur les secteurs, ceux-ci pourraient être en acier alors que le fond tournant pourrait être en fonte. De préférnece les secteurs sont fixés par l'intermédiaire de pla- quettes s'appuyant sur leur face supérieure ainsi que sur celle du fond tour- nant, ces plaquettes étant maintenues en place par des vis à tête noyée dont certaines coopèrent uniquement avec le fond tournant tandis que d'autres co- opèrent à la fois avec les secteurs et le fond tournant. La fixation des secteurs est ainsi assurée de façon simple et sure. Selon une disposition particulièrement avantageuse, la partie supé- rieure de la protubérance annulaire est constituée par des secteurs annulaires amovibles pourvus d'un revêtement résistant à l'usure le long de leur péri- phérie bordant l'entrée de la fente. La protubérance est évidemment mieux protégée contre l'usure qui pourrait être causée par le matériau contenu dans la chambre. Son entretien est en outre moins onéreux puisqu'il suffit de remplacer les secteurs consti- tuant sa partie supérieure. Selon une autre caractéristique de l'invention, la fente débouche audessus d'un rebord annulaire s'avançant sous le fond tournant, ce rebord, qui est balayé par des moyens de raclage portés par le fond tournant, étant lui-même porté par la paroi latérale de la cuve et comportant une ouverture débouchant au-dessus d'une trémie pourvue de moyens pour ramener son contenu à la partie supérieure de la cuve. Le produit qui s'écoulerait sous forme de fuite à travers la fente serait ainsi immédiatement recyclé. Il ne risquerait donc pas de s'éparpiller sur le sol de la sablerie qui doit rester parfaitement dégagé pour ne pas gêner les employés dans leurs activités. Un mode d'exécution de la présente invention sera décrit ci-après à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique partiellement en coupe mon- trant un mélangeur conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe à échelle agrandie montrant la la partie du fond tournant située à droite sur la figure 1; et - la figure 3 est une vue en coupe effectuée selon la ligne III-III de la figure 2. Le mélangeur que l'on peut voir sur la figure 1 est plus particu- lièrement destiné à la préparation des sables de fonderie. Il comprend un bâti 1 ayant un axe de symétrie vertical 2, ce bâti comportant notamment quatre montants 3 supportant une poutre horizontale 4 dont le milieu est centré sur l'axe 2. Il comprend en outre une cuve cylindrique 5 reposant verticalement sur le bâti 1 par l'intermédiaire de poutrelles telles que celles désignées en 6 sur la figure 1. La cuve 5, qui est destinée à recevoir le sable à préparer, comprend une paroi latérale fixe 7 dont la partie inférieure est pourvue d'un rebord annulaire 8 s'étendant radialement vers l'intérieur, et un fond tournant 9 monté rotatif au-dessus du rebord 8. La paroi latérale 7 est fermée à sa partie supérieure par une struc- ture 10 comportant un orifice non représenté communiquant avec la sortie d'une trémie 11 contenant le sable à préparer. Elle est par ailleurs pourvue d'une trappe de vidange non représentée destinée à permettre l'évacuation du sable lorsque la préparation de celui-ci est terminée. Quant au fond tournant 9, il s'étend coaxialement avec l'axe 2 et est commandé en rotation par un moteur 12 auquel il est relié par l'intermé- diaire d'une transmission 13 et d'un réducteur 14, l'arbre de sortie de celui-ci traversant la poutre 4 et se prolongeant jusqu'à la face inférieure du fond tournant dont il est solidaire. Une turbine verticale- 15 est par ailleurs prévue à l'intérieur de la cuve. Cette turbine, qui est adjacente à la paroi latérale 7, est suppor- tée par la structure 10 et est commandée en rotation par un.moteur 16 auquel elle est reliée grâce à une courroie 17. Conformément à la présente invention, le fond tournant 9 comporte une collerette périphérique 18 surplombant sa face latérale 19 et ménageant un interstice annulaire 20 avec la paroi latérale 7. Par ailleurs, une protu- bérance annulaire 21 portée par la paroi 7 s'avance sous la collerette 18 et délimite avec celle-ci une chambre annulaire 22, cette chambre communiquant en permanence avec l'intérieur de la cuve par l'intermédiaire de l'interstice 20 et débouchant sous le fond tournant par l'intermédiaire d&une étroite fente annulaire 23 prévue entre la face latérale 19 et la protubérance 21. A titre indicatif, on notera que dans l'exemple de réalisation re- présenté sur les dessins, l'interstice 20 a une largeur de 5 mm alors que la fente 23 a une largeur de l'ordre de 2,5 mm. La chambre 22 a quant à elle une hauteur d'environ 10 mm et une largeur d'environ 70 mm. Pendant le fonctionnement du mélangeur, la chambre 22 est entière- ment remplie de sable, son contenu étant fortement comprimé en raison du poids très élevé de la charge qui est déversée dans la cuve. Compte tenu de sa compression, le sable emmagasiné dans la chambre perd sa fluidité et peut donc difficilement s'écouler à travers la fente 23, surtout que le fond tournant le soumet à une force centrifuge tendant à l'éloi- gner de l'entrée de celle-ci. Ainsi, les risques pour que des fuites apparaissent entre le fond tournant et la paroi latérale de la cuve sont pratiquement totalement éliminés. Par ailleurs, comme le sable comprimé dans la chambre 22 est légère- ment humide, il adhère fortement à la face inférieure de la collerette ainsi qu'à la face supérieure de la protubérance. Pendant la rotation du fond tour- nant, il est de ce fait contraint de se séparer en deux couches superposées et sa masse est soumise à d'intenses forces de frottement apparaissant dans la zone de contact des deux couches. Au contraire, la face inférieure de la collerette et la face supérieure de la protubérance sont protégées contre de telles forces puisqu'aucun mouvement relatif n'apparaît entre elles et le sable, ce qui les soustrait à tout risque d'usure. En se référant en particulier aux figures 2 et 3, on remarquera que la collerette 18 est formée par des secters amovibles 24 situés dans le pro- longement de la face supérieure du fond tournant. Ces secteurs, qui reposent sur des cales annulaires 25 (dont une seule est visible sur la figure 2) sont fixés sur le fond tournant par l'intermédiaire de plaquettes 26 et 27. Comme on peut le voir sur la figure 3, les plaquette 26 s'appuient sur la partie médiane des secteurs ainsi que sur le fond tournant et sont maintenues en place par deux vis à tête noyée 28 coopérant l'une avec un taraudage réalisé dans le fond tournant et l'autre avec des taraudages alignes réalisés dans le secteur à fixer,dans la cale supportant ce dernieret dans le fond tour- nant. Les plaquettes 27 s'appuient quant à elles sur les extrémités adjacentes de deux secteurs ainsi que sur le fond tournant et sont maintenues en place par trois vis à tête noyée 28 coopérant l'une avec un taraudage réalisé dans le fond tournant et les deux autres avec des taraudages alignés réalisés dans les deux secteurs adjacents à fixer, dans les cales correspondantes et dans le fond tournant. Pour éviter que les vis 28 retenant la même plaquette puissent se desserrer accidentellement, des écrous 29 sont vissés sur leur extrémité libre et appliquent contre la face inférieure du fond tournant une plaque de liaison telle que celle qui est visible sur la figure 2. On remarquera par ailleurs que les secteurs 24 sont pourvus sur leur face tournée vers la paroi latérale 7, de plots équidistants 31 faisant saillie dans l'interstice 20, ces plots étant constitués par exemple par des recharges Chpolansky qui sont connues pour leur très grande résistance à l'abrasion. Grâce à cette disposition, les secteurs sont protégés de façon sa- tisfaisante contre une usure intense que le sable contenu dans l'interstice pourrait exercer sur eux pendant la rotation du fond tournant. En décri- vant leur trajectoire circulaire, les plots éloignent en effet le sable des secteurs qui sont par conséquent soustraits à l'action abrasive de celuici. En se référant maintenant à la figure 2, on remarquera que la partie supérieure de la protubérance annulaire 21 est constituée par des secteurs annulaires amovibles 32 pourvus le long de leur périphérie bordant l'entrée de la fente 23, d'un revêtement 33 réalisé en un matériau résistant. Ce revé- tement, qui est de préférence réalisé par une recharge Chpolansky, protège bien entendu les secteurs 32 contre l'éventuelle action abrasive que le sable contenu dans la chambre 22 pourrait exercer sur eux s'il s'écoulaitintempes- tivement sous forme de fuite à travers la fente 23. Il convient de noter que les secteurs 32, qui sont fixés par des vis 34 dont la tête fait saillie sur la face inférieure de la protubérance 21, peuvent être réalisés avec des épaisseurs différentes afin de donner à la chambre 22 la hauteur la mieux appropriée pour obtenir la meilleure étanchéité au niveau de la fente 23 et pour diminuer au maximum le risque d'usure des pièces actives du mélangeur. En se référant maintemant à la figure 1, on constate par ailleurs que le fond tournant 9 perte sur sa face inférieure, une raclette 35 s'avan- çant légèrement au-dessus du rebord 8 et que celui-ci porte, sur la trajec- toire de la raclette, une ouverture 36 débouchant au-dessus d'une trémie 37 dans laquelle plonge des moyens de transport 38 dont la sortie communique avec une goulotte 39 débouchant à la partie supérieure de la cuve 5. Dans l'exemple représenté, les moyens 38 sont constitués par une vis sans fin 40 entraînée en rotation par un moteur 41. Il va de soi cependant qu'ils pour- raient être constitués par une installation pneumatique ou tout autre organe élévateur. Il se peut que de faibles fuites apparaissent à travers le fente 23. Dans ce cas, le sable tombant sur le rebord 8 est poussé par la raclette qui, à chaque rotation du fond tournant, l'amène au-dessus de l'ouverture 36 et lui permet de rejoindre la trémie 37. Dans celle-ci, il est alors transporté par la vis sans fin 40 jusqu'à la goulotte 39 grâce à laquelle il retombe dans la cuve pour être recyclé avec la charge en cours de traitement. On conçoit donc aisément que la partie du sol située sous le fond tournant peut ainsi rester parfaitement propre pendant le fonctionnement du mélangeur. Pour atre complet, on précisera enfin que le sable qui quitterait la chambre 22 sous forme de fuite serait automatiquement remplacé par du sable en provenance de la cuve. Le contenu de la chambre se renouvelerait alors de lui-même. Tout ce qui précède montre donc clairement que la présente invention permet d'obtenir une excellente étanchéité entre le fond tournant et la paroi latérale de la cuve du mélangeur et de réduire nettement l'usure des pièces actives de celui-ci qui peut donc fonctionner plus longtemps sans entretien. REVENDICATIONS 1. Mélangeur pour produits granuleux, en particulier pour sable de fonderie, du type comprenant une cuve cylindrique comportant une paroi laté- rale fixe et un fond tournant monté rotatif à l'intérieur de la partie infé- rieure de la paroi latérale fixe, caractérisé en ce que le fond tournant comporte une collerette périphérique surplombant sa face latérale et ménageant un interstice annulaire avec la paroi latérale de la cuve, en ce qu'une pro- tubérance annulaire portée par la paroi latérale de la cuve s'avance sous la collerette et délimite avec celle-ci une chambre annulaire s'étendant entre la face latérale du fond tournant et la paroi latérale de la cuve, et en ce que la chambre communique avec la cuve par l'intermédiaire de l'interstice annulaire et débouche sous le fond tournant par l'intermédiaire d'une fente annulaire étroite prévue entre la face latérale de celui-ci et la protubé- rance. 2. Mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fente est moins large que l'interstice. 3. Mélangeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'interstice et la fente s'étendent coaxialement avec la paroi latérale de la cuve. 4. Mélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la collerette périphérique est pourvue sur sa face tournée vers la paroi latérale de la cuve, de plots rapportés réalisés en ma- tériau résistant à l'usure et faisant saillie dans l'interstice. 5. Mélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, carac- téfisé en ce que la collerette périphérique est formée par des secteurs amo- vibles situés dans le prolongement de la face supérieure du fond tournant. 6. Mélangeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les secteurs sont fixés par l'intermédiaire de plaquettes s'appuyant sur leur face supérieure ainsi que sur celle du fond tournant, ces plaquettes étant maintenues en place par des vis à tete noyée dont certaines coopèrent unique- ment avec le fond tournant tandis que d'autres coopèrent à la fois avec les secteurs et le fond tournant. 7. Mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la -partie supérieure de la protubérance annulaire est constituée par des secteurs annulaires amovibles pourvus d'un revêtement résistant à l'usure le long de leur périphérie bordant l'entrée de la fente. 8. Mélangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fente débouche au-dessus d'un rebord annulaire s'avançant sous le fond tournant, ce rebord, qui est balayé par des moyens de raclage portés par le fond tournant, étant lui-même porté par la paroi latérale de la cuve et comportant une ouverture débouchant au- dessus d'une trémie pourvue de moyens pour ramener son contenu à la partie supérieure de la cuve.