Brevet FR2480140A1 — publié le 19811016

La présente invention concerne la séparation par classement densimétrique en milieu liquide de produits en grains de densités différentes dans un bac à pistonnage où le liquide est soumis à des pulsations commandées pneumatiquement par admission d'air comprimé dans une chambre communiquant avec la chambre de séparation dont le fond est constitué par une grille immergée dans le liquide. Dans le lit se trouvant au-dessus de la grille, les produits à classer sont séparés en deux couches superposées, une couche inférieure composée principalement de produits de densité élevée et une couche supérieure composée de produits de faible densité. Il devient alors facile d'évacuer séparément les produits des deux couches précitées. L'invention concerne plus particulièrement l'admission de l'air comprimé dans la chambre de pulsation d'un tel bac à pistonnage et/ou ltéchappement de l'air hors de ladite chambre. Une solution connue consiste à prévoir des tuyauteries d'admission etjou d'échappement d'air, chacune d'elles étant cycliquement ouverte et fermée en bout par un disque obturateur solidaire de la tige d'un vérin, lorsque ladite tige, rapidement déplaçable suivant l'axe de la tuyauterie, sous l'action du fluide de commande du vérin, atteint l'une ou l'autre de ses deux positions de fin de course. Cette solution présente l'inconvénient de provoquer un choc important du disque obturateur contre l'extrémité de la tuyauterie, à chaque opération de fermeture de celleci. On est alors amené à faire appel à des vérins spéciaux dotés de moyens d'amortissement particulièrement efficaces. Le maintien du disque obturateur en position de fermeture exige par ailleurs, la mise en oeuvre d'une force importante, ce qui nécessite l'emploi de vérins largement dimensionnés, d'où une grande consommation de fluide de commande. L'invention a surtout pour but d'éviter les inconve- nients inhérents à la solution précitée. Elle a pour objet un dispositif d'admission et/ou d'échappement d'air pour chambre de pulsation de bac à pistonnage, formé par un obturateur apte à assurer cycliquement l'ouverture et la fermeture d'une tuyauterie d'air reliée à ladite chambre, sous l'action d'un organe de commande, caractérisé en ce que ledit obturateur est constitué par une vanne papillon montée sur la tuyauterie, et commandée par un vérin à double effet suivant un mouvement d'oscillation autour de son axe. Suivant une première forme de l'invention, le vérin comporte au moins un piston auquel est fixée une crémaillère dont le déplacement commande l'entraînement en rotation de l'axe de la vanne papillon. Suivant une deuxième forme de l'invention, le vérin comporte un piston muni d'une tige, ladite tige étant articulée à l'extrémité d'une bielle dont l'autre extrémité est accouplée à l'axe de la vanne papillon entraînée en rotation par ladite bielle. Indépendamment de l'une ou l'autre des deux formes précitées, le vérin est alimenté en fluide à partir d'un distributeur commandé par une minuterie de programmation du fonctionnement du dit vérin. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit, faite en regard des dessins annexés, concernant deux formes particulières de réalisation données à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue d'ensemble d'un bac à pistonnage muni du dispositif suivant l'invention; La figure 2 illustre une première forme de réaisa- tion du dispositif représenté partiellement en vue de côté, et partiellement en coupe, perpendiculairement à l'axe de la vanne papillon La figure 3 est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 2 La figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2 correspondant à une deuxième forme de réalisation du dispositif La figure 5 est une coupe suivant la ligne B-B de la figure 4. Sur la figure 1, le repère 1 désigne la chambre de pulsation d'un bac à pistonnage pour la séparation de produits en grains de densités différentes. La chambre 1 est alimentée en eau par une tubulure 2. A l'intérieur de la chambre 1, l'eau est soumise à des pulsations commandées pneumatiquement par admission d'air comprimé, dans des conditions qui seront explicitées plus loin. Les dites pulsa- tions se transmettent à l'eau contenue dans une chambre de séparation 3 située au-dessus de la chambre 1, les dites chambres communiquant entre elles. Le fond de la chambre 3 est constitué par une grille 4 en forme de table perforée qui est immergée dans l'eau. Dans le lit 5 situé au-dessus de la grille 4, les produits sont séparés sous l'effet des pulsations, en deux couches superposées.Les produits de la couche inférieure, de densité élevée, sont évacués par la tubulure 6 qui est prévue à la partie inférieure de la chambre 1, tandis que les produits de la couche supérieure, de faible densité, sont évacués avec l'eau par débordement de celle-ci hors de la chambre 3. La description qui précède concerne les dispositions relatives à tout bac de pistonnage usuel. Ou va maintenant décrire les dispositions caractéristiques de l'invention, à savoir, les moyens d'admission de l'air comprimé à l'inté- rieur de la chambre 1 ainsi que les moyens d'échappement de l'air hors de ladite chambre. Le repère 7 désigne une nourrice d'air comprime reliée à la chambre 1 par une tuyauterie 8. Sur la tuyauterie 8, et préférablement à l'intérieur d'une manchette insérée sur celle-ci, est montée une vanne papillon 9 apte à assurer cycliquement l'ouverture et la fermeture de ladite tuyauterie, plus précisément l'ouverture et la fermeture du passage que ladite tuyauterie établit entre la nourrice 7 et la chambre 1 pour l'admission de l'air comprimé. La vanne papillon 9 est actionnée à cet effet par un vérin à double effet, dans des conditions qui seront précisées en référence à la description des figures suivantes. Le repère 10 désigne un pot de détente relié à la chambre 1 par une tuyauterie 11. Sur la tuyauterie 11, et préfé rablement à l'intérieur d'une manchette insérée sur celle- ci, est montée une vanne papillon 12 apte à assurer cyclique ment l'ouverture et la fermeture de ladite tuyauterie, plus précisément l'ouverture et la fermeture du passage que ladite tuyauterie établit entre la chambre 1 et le pot de détente 10 pour ltéchappement de l'air comprimé. La vanne papillon 12 est actionnée à cet effet par un vérin à double effet, dans des conditions qui seront précisées en référence à la description des figures suivantes. I1 va de soi que le fonctionnement des vannes papillon 9 et 12 est commandé en alternance. Sur les figures 2 et 3, on a représenté une première forme de réalisation de l'invention en référence au mode de commande de la vanne papillon 9. I1 est bien entendu que les dispositions prévues sont identiquement applicables à la commande de la vanne papillon 12. Suivant ces figures, l'organe de commande de la vanne papillon 9 est constitué par un vérin à double effet 13 du type dit à crémaillère". Le vérin 13 comporte un piston en deux parties longitudinalement écartées qui sont rendues solidaires par une-crémaillère 14. Les chambres d'extrémité du vérin sont alternativement alimentées en fluide à partir d'un distributeur usuel 15 commandé par une minuterie 16 de programmation du fonctionnement du vérin 13. Sous l'action du fluide de commande, le piston du vérin 13, et par conséquent la crémaillère 14, effectuent de rapides mouvements longitudinaux de va-et-vient. Le déplacement de la crémaillère 14 commande, par l'intermédiaire d'un accouplement 17, l'entraî- nement en rotation, suivant un mouvement oscillant, de l'axe 18 de la vanne papillon 9 qui, de ce fait, ouvre et ferme cycliquement le passage de l'air comprimé. il serait possible de prévoir, en variante, un vérin à double effet 13 comprenant deux pistons distincts, chacun d'eux étant muni d'une crémaillère entraînant en rotation l'axe 18 de la vanne papillon 9. Les deux pistons d'un tel vérin sont alors commandés suivant des séquences d'écartement et de rap prochement successivement alternées. Quelle que soitsa structure, le vérin 13 du type à cré maillère est avantageusement monté sur une console 19 solidai -re de la tuyauterie 8, et plus précisément du logement de la vanne papillon 9 constitué par la manchette 20 insérée sur ladite tuyauterie. Sur les figures 4 et 5 qui illustrent une deuxième forme de réalisation de l'invention, on a conservé les mêmes repères que sur les figures précédentes pour désigner les élé- ments identiques ou techniquement équivalents. Le vérin à double effet 13 est ici un vérin classique dont la tige 21 est articulée à l'une des extrémités d'une bielle 22 dont l'autre extrémité est accouplée à l'axe 18 de la vanne papillon 9. Ladite vanne papillon est ainsi entraînée en rotation suivant des séquences d'oscilation alternées, dans des conditions analogues à celles qui ont été exposées précédemment en référence aux figures 2 et 3. L'objet de l'invention que l'on vient de décrire présente, en regard de l'art antérieur, d'importants avantages. Une vanne papillon constituant un obturateur équilibré, les forces à mettre en jeu pour sa commande sont nettement plus faibles qu'avec les obturateurs usuels. il devient alors possible de faire appel à des vérins de diamètres réduits dont la consommation en fluide de commande est particulièrement faible. Bien que l'invention ait été décrite en référence à deux formes particulières de réalisation, il va de soi qu'elle n'y est en rien limitée, et que des modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son domaine. La vanne papillon 9 ou 12 à profil circulaire,représentée sur les figures, pourra éventuellement être remplacée par une vanne papillon à profil rectangulaire formant volet d'obturation. Une telle possibilité présente l'avantage d'adapter le type de vanne papillon à la section de la tuyauterie sur laquelle elle est insérée. L'invention est par ailleurs applicable à tout type de bac à pistonnage autre que celui illustré sur la figure 1, et notamment aux bacs à pistonnage où l'admission et/ou l'échappement d'air s'effectue au sein même du liquide, à l'intérieur de la chambre de pulsation. On pourra, bien entendu, remplacer l'un quelconque des moyens décrits par un moyen techniquement équivalent. L'invention couvre donc, outre les exemples repré sentés, leurs différentes variantes d'exécution. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'admission et/ou d'échappement d'air pour chambre de pulsation de bac à pistonnage, formé par un obturateur apte à assurer cycliquement l'ouverture et la fermeture d'une tuyauterie d'air reliée à ladite chambre, sous l'action d'un organe de commande, carac térisé en ce que ledit obturateur est constitué par une vanne papillon montée sur la tuyauterie, et commandée par un vérin à double effet suivant un mouvement d cillation autour de son axe. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le vérin comporte au moins un piston auquel est fixée une crémaillère dont le déplacement commande l'en- traînement en rotation de l'axe de la vanne papillon. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le vérin comporte un piston muni d'une tige, la dite tige étant articulée à l'extrémité d'une bielle dont l'autre extrémité est accouplée à l'axe de la van ne papillon. 4. Dispositif suivant l'une des revendications 2 ou 3, ca ractérisé en ce que le vérin est alimenté en fluide à partir d'un distributeur commandé par une minuterie de programmation du fonctionnement du vérin.