Brevet FR2502974A1 — publié le 19821008

L'invention concerne un mélangeur avec une trémie de mélange pourvue d'une ouverture de remplissage et de vidange, pivotable autour d'un axe longitudinal, et au moins un arbre de mélange entraîné en rotation par un moteur et pourvu d'au moins une pale de mélange et malaxage, la trémie pouvant être entrat- née à pivoter par le moteur et pouvant 9tre immobilisée dans sa position de fonctionnement non pivotée. Un tel mélangeur, connu d'après DE 572 715, est constitué en deux parties, l'arbre d'entra nement central étant guidé dans un mécanisme préalable, dans lequel s'effectue la répartition de l'entratnement sur les arbres de mélange tour- nant en sens opposés. La trémie de mélange est montée pivotante autour d'un axe longitudinal qui est aligné avec l'axe longitu- dinal de l'arbre d'entratnement principal qui est guidé à l'in- térieur du mécanisme d'entraînement préalable. Dans sa position normale de service, la trémie de mélange est maintenue en place en position de repos au moyen d'un organe de freinage. Lorsque cet organe de freinage est libéré, le récipient de mélange peut être basculé, autour de son axe longitudinal, hors de sa posi- tion de repos. Cet effet de basculement est produit par le fait que, par le frottement entre les ailettes de brassage et de malaxage et la paroi intérieure de la trémie, le mouvement de brassage produit un couple de réaction par lequel la trémie est basculée. En vue du basculement vers le haut de la trémie, à partir de sa position pivotée de vidange, dans sa position normale de service, il est prévu un mécanisme supplémentaire à roue de friction qui peut être accouplé et qui pivote la trémie à nouveau vers le haut. Ce mode de construction connu est, d'une part, très coûteux, et d'autre part, il ne permet pas d'influencer la vitesse et l'angle de pivotement. En outre, un fonctionnement avec trémie de mélange inclinée n'est pas possible. D'après le brevet DE 976 415, il est en outre connu de pourvoir un appareil mélangeur, pouvant être entratné égale- ment en charge, d'une trémie pivotable pour sa vidange. Les déplacements de pivotement sont alors assurés au moyen d'un entraînement à cylindre et piston, disposé excentriquement à l'axe de pivotement, et pouvant être chargé par un fluide sous pression. Il est prévu dans ce cas un entratnement spécial sup- plémentaire, ce qui doit être considéré comme un inconvénient. En outre, avec des entraînements de ce genre, un angle de pivo- tement important n'est que difficilement réalisable. La présente invention a pour but de réaliser un appa- reil mélangeur du type décrit ci-dessus, de telle manière que, avec une dépense de construction relativement réduite, il soit possible d'obtenir un pivotement contr8lé avec précision de la trémie de mélange. Dans ce but, l'invention a pour objet un appareil mélangeur du type décrit, caractérisé en ce que, comme moteur, il est prévu au moins un moteur hydraulique, accouplé directe- ment avec l'arbre de mélangeur, entraîné de manière réversible au moyen d'une pompe à fluide de pression à débit réglable, un accouplement d'entraînement débrayable étant prévu entre l'arbre de mélangeur et la trémie, la trémie pouvant être immobilisée, au moyen d'un dispositif de verrouillage à indexes de repère, dans différentes positions de pivotement. Grâce à l'accouplement embrayable monté entre l'arbre de mélange et la trémie, la trémie peut être accouplée avec l'arbre de mélange directement et rigidement, par engagement des éléments d'accouplement, soit par leur forme, soit par force. Le déplacement de pivotement est ainsi influencé exclu- sivement à partir du moteur d'entrainement, et non pas par l'intermédiaire de couples de réaction produits par l'opération de brassage. En prévoyant, pour le moteur d'entraînement, un moteur hydraulique réversible, et une pompe à fluide sous pres- sion à débit réglable, il est possible de réaliser un déplace- ment de pivotement lent, avec une grande finesse de réglage. De telles pompes à fluide de pression à débit réglable existent soit comme pompes axiales, soit comme pompes radiales. Il est connu qu'elles peuvent, même avec le réglage de débit sur zéro, débiter un courant de fuite très réduit qui peut être mis en service pour donner à la trémie de mélange accouplée à l'arbre de mélangeur une vitesse de rotation d'un tour par minute. Grâce à cette possibilité de réglage précis de la position de la trémie de mélange, celle-ci peut être, à partir de sa position de repos normale, immobilisée et entraînée dans diverses positions de pivotement. Cette possibilité présente un intérêt notamment dans le cas o l'on introduit dans la tré- mie de mélange un grand nombre de produits d'addition, qui sont amenés par le haut par l'intermédiaire de dispositifs de dosage dont les orifices de sortie ne coïncident pas tous avec l'ouver- ture de chargement et de vidange prévue dans la position de repos non pivotée. Dans un tel cas, la trémie de mélange peut être pivotée à volonté pour recevoir chacun des produits indi- viduels. La trémie peut ensuite être entra née en rotation dans une position inclinée à une vitesse très lente correspondant à l'état instantané du mélange déjà effectué. Suivant une caractéristique de l'invention, le moteur hydraulique et la pompe à fluide sous pression sont reliées entre eux au moyen de conduites, dans au moins l'une desquelles est prévue une soupape réglable par une soupape pilote. D'autres détails de construction sont mentionnés dans la description ci-après qui se rapporte à un exemple de réali- sation de l'invention avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un appareil mélangeur conforme à l'invention avec schéma d'un cir- cuit hydraulique de commande. - la figure 2 est une vue en élévation latérale de l'appareil, vue en direction de la flèche II de la figure 1. - la figure 3 est un schéma de circuit hydraulique d'une réalisation permettant un pivotement de la trémie de mélange dans deux sens de rotation. - la figure 4 est une représentation détaillée de l'accouplement d'entraînement de l'appareil mélangeur de la figure 1. L'appareil mélangeur représenté dans la figure 1 est un mélangeur malaxeur prévu pour un fonctionnement par charges, c'est-à-dire de manière discontinue. Il comprend une trémie de mélange 1 dans laquelle un arbre de mélange 2 est monté à rota- tion au moyen de paliers 3 qui sont disposés dans des bottes de paliers 4 et 5 qui sont montés sur les parois frontales 6 et 7 de la trémie. Sur cet arbre de mélange 2 sont montées, de la manière usuelle des pales de mélange et de malaxage 8, dont l'enveloppe d'extrémité est en forme de cylindre et présente un faible jeu par rapport à la paroi intérieure 9 de la trémie 1. Comme le montre particulièrement la figure 2, la paroi intérieure 9 de la trémie de mélange 1 est constituée par une enveloppe cylindrique dont le pourtour s'étend sur plus de 4 2502974 degrés et qui se raccorde vers le haut à une portion sensi- blement carrée 10, qui n'est pas influencée par les pales de malaxage 8. Ce principe de mélangeur est connu en soi et usuel dans le commerce. Les bottes de paliers 4 et 5 présentent, sur leur pourtour extérieur des collerettes cylindriques 11 qui prennent appui dans des ouvertures de palier correspondantes 12 des parois 13 qui sont elles-mêmes fixées sur une plaque de base 14. D'une part, l'arbre de mélange 2 pourvu des pales de malaxage 8 est ainsi rotatif par rapport à la trémie 1 afin que les opérations de mélange et de malaxage puissent être effectuées dans la trémie 1. D'autre part, la trémie 1 peut, grâce aux paliers de rotation prévus dans les parois d'appui 13, être pivotée, hors de sa position de repos représentée dans la figure, dans sa position dans laquelle son ouverture de chargement et de vidange 15 est tournée vers le haut. Sur chacune des extrémités libres extérieures de l'arbre de mélangeur 2, est monté un moteur hydraulique. Ces moteurs 16, 17 peuvent être chargés par fluide sous pression par une pompe hydraulique 18, pour assurer l'entratnement en rota- tion prévu de l'arbre 2 et ainsi des pales 8. Les moteurs hydrau- liques 16, 17 sont enfichés en porte-à-faux sur l'arbre 2, c'est-à-dire qu'ils n'ont pas de socle individuel. Ils doivent être supportés simplement pour résister au couple de rotation, étant pourvus pour cela chacun d'un poteau d'appui 19 qui est relié, par une extrémité, au moteur, et, par l'autre à la pla- que de base 14. La trémie de mélange 1 peut être amenée avec précision dans diverses positions de pivotement, c'est-à-dire;dans ces positions, son plan médian vertical 20 est incliné vers l'exté- rieur par rapport à sa position de repos verticale. Pour immo- biliser la trémie dans de telles positions de pivotement diffé- rentes, il est prévu, sur les parois d'appui 13, des verrous indexés 21 qui peuvent être actionnés au moyen de cylindres de vérin hydrauliques ou pneumatiques. Pour ès verrous à repères 21, sont prévus, sur le pourtour extérieur de la trémie 1, des logements de réception 23 qui sont prévus dans des emplacements dans lesquels est désiré un verrouillage, c'est-à-dire une immo- bilisation de la trémie 1 dans l'une des positions pivotées hors de sa position de repos. Dans la figure 2, sont représentés seulement quatre de ces logements 23 de réception de verrou. Pour charger les cylindres de vérin 22 avec du fluide de pression, est prévue une pompe 24, dans la conduite de refou- lement de laquelle 25 est montée une soupape magnétique 26 à quatre et deux voies. Dans la position de repos représentée au dessin de la soupape magnétique 26, les cylindres de vérin 22 sont chargés, par l'intermédiaire de cette conduite de refoule- ment 25, de telle manière que les verrous 21 se trouvent dans leur position sortie introduits dans un logement de réception 23 tel que la trémie est dans ce cas verrouillée dans sa posi- tion réglée désirée. Les autres chambres de travail supérieures des cylindres 22 sont, dans ce cas, reliées à un réservoir 28 de fluide sous pression par une conduite de retour 27 passant également à travers la soupape magnétique. Etant donné que la soupape magnétique 26 est constituée comme une soupape à 4/2 voies, lors d'une excitation de la soupape 26, la conduite de refoulement 25 et la conduite de retour 27 sont connectées en croix, de telle sorte que les cylindres de vérin 22 sont chargés par du fluide sous pression en direction inverse. Les verrous à repère 21 sont ainsi rétractés hors des logements de réception 23, de telle sorte que le pivotement désiré de la trémie peut être exécuté. La soupape magnétique 26 est du type à maintien automatique c'est-à-dire que, même dans le cas d'une défaillance de courant, qui provoquerait un arrêt de la pompe 24, il ne se produit pas de décharge de pression des cylindres 22 et que les verrous 21 restent dans leur position verrouillée dans les loge- ments 23. De telles soupapes magnétiques 26 sont usuelles dans le commerce. Sur l'arbre de mélangeur 2 est monté, entre le moteur hydraulique 16 et la botte de palier voisine 4, un accouplement d'entraînement débrayable 29, au moyen duquel l'arbre de mélan- geur 2 peut être accouplé à rotation avec la botte de palier voisine 4 de la trémie. Dans la position de repos représentée dans la figure 1, cet accouplement est ouvert, de telle sorte que l'arbre de mélangeur 2 peut tourner librement par rapport à la botte de palier 4 et ainsi par rapport à la trémie 1. C'est seulement lorsque l'accouplement est fermé et embrayé que le couplage d'entraînement est établi entre ces éléments. La pompe 18 est une pompe réversible, à débit réglable, c'est-à-dire qu'elle peut, par une commutation appropriée au moyen d'un dispositif de réglage 30, déplacer le fluide de pression dans une direction 31 ou dans la direction opposée 32. Au moyen du dispositif de réglage, peut également être modifié le débit de la pompe par unité de temps. De telles pompes sont disponibles dans le commerce. Lorsque la pompe 18 débite dans la direction 31, elle déplace le fluide sous pression, à tra- vers une conduite d'alimentation divergente 33, vers les moteurs hydrauliques 16, 17, qui entraînent alors l'arbre de mélangeur 2 avec les pales 8 dans une direction de rotation vers l'avant 34. Le fluide hydraulique s'écoule alors, à travers les con- duites 35, réunies entre elles, à travers une soupape de main- tien 36, alors ouverte, en retour vers la pompe 18. Toutes les soupapes représentées dans la figure, sont dans leur position de repos. Pour la commande hydraulique de la soupape de main- tien 36, est prévue une soupape pilote 37 à commande électro- magnétique, dont l'entrée est reliée, par une conduite d'alimen- tation 38, à la conduite 33. Une sortie de la soupape pilote 37 est reliée, par une conduite de commande 39, à une entrée de commande de la soupape de maintien 36. A l'état non excité de la soupape pilote 37, cette conduite de commande 39 est reliée, par une conduite de décharge 40, à un réservoir hydraulique 41. La soupape de maintien 36 est constituée, par exemple, comme une soupape simple du commerce. Elle présente, en plus d'un passage de traversée 42, s'ouvrant au moyen d'une pression de commande dans la conduite 39, et se fermant lors d'une détente dans la conduite 39, une soupape anti-retour 43, montée en parallèle, qui s'oppose à un retour du fluide hydraulique vers la pompe à travers la conduite de retour, lorsque le passage 42 est fermé. Lorsque la conduite de commande 39 est déchargée, le passage 42 est ainsi fermé. Entre la conduite d'alimentation 33 et la conduite de retour 35, est disposée une conduite de court-circuit 44 qui shunte la pompe 18, et dans laquelle est prévue une soupape magnétique 45 par laquelle cette conduite de court-circuit 44 peut être ouverte et fermée. Pour un entraînement de l'arbre de mélangeur 2 à pales 8 dans la direction de rotation vers l'avant 34, il est néces- saire que le passage de traversée 42 soit ouvert, c'est-à-dire que la soupape pilote 37 soit excitée au moyen de son dispositif d'actionnement 46, de telle sorte que, à partir de la conduite d'alimentation 33, à travers la conduite 38 et la conduite de commande 39, une pression de commande s'exerce sur la soupape de maintien 36 et ouvre le passage de traversée 42. Dans ce cas, peut se produire la circulation de retour des moteurs hy- drauliques 16, 17 à travers la conduite de retour 35. Lorsque la trémie 1 doit être pivotée en direction de rotation vers l'avant 34, l'accouplement d'entralnement 29 est fermé - de préférence avec l'arbre 2 non entratné -. Ensuite, les verrous indexés 21 sont extraits, par une charge correspon- dante des cylindres 22, de la manière décrite, hors des loge- ments de réception 23. Etant donné que alors, si les moteurs hydrauliques 16, 17 ne sont pas entraînés, la soupape magnétique 45 dans la conduite de court-circuit 44 est ouverte, et que la pompe 18 déplace encore au moins une petite quantité de fluide de pression, la soupape magnétique 45 est maintenant fermée, comme lors de l'entraînement normal de l'arbre de mélangeur 2. En outre, la soupape pilote 37 est excitée, de sorte que le passage 42 est ouvert. Le dispositif de commutation 30 est réglé de telle manière que seuls sont déplacés les courants de liquide de fuite se produisant dans les pompes à piston radiales ou axiales à débit réglable, ces courants assurant un entraînement des moteurs hydrauliques 16, 17 avec une vitesse de rotation inférieure à un tour/minute. Lorsqu'est atteinte la position de pivotement désirée de la trémie, la soupape pilote 37 est désexcitée par le dispo- sitif d'actionnement 46, de telle sorte que la conduite de commande 40 vers le réservoir 41, est court-circuitée. Le pas- sage de traversée 42 se ferme. Il en résulte que le retour du liquide hydraulique est barré, de sorte que la trémie de mélange 1 est immobilisée sûrement contre un pivotement supplémentaire hors de cette position pivotée. Si la trémie 1 doit être maintenue dans cette position pivotée pendant une très longue durée, les cylindres 22 sont à nouveau chargés, à travers la conduite de pression 25, avec du fluide hydraulique, de telle sorte que les verrous 21 s'engagent dans les logements de réception correspondants 23. En outre, l'accouplement d'entraînement 29 est alors ouvert. Même dans cette position inclinée de la trémie, l'arbre 8 2502974 de mélangeur peut alors être entraîné, de la manière décrit, pour l'opération de mélange et malaxage. Pour l'entraînement des moteurs hydrauliques 16, 17, et ainsi également de l'arbre de mélangeur 2 avec pales 4, dans une direction de rotation inverse, vers l'arrière, le dispositif de commutation 30 de la pompe 18 est tout d'abord actionné pour que la pompe débite en direction d'avancement 32. Dans ce cas, la fonction de la conduite d'amenée 33 et de la conduite de retour 35 est inversée. Cependant, pour simplification, la terminologie n'est pas modifiée. La soupape magnétique 45, et ainsi la conduite de court-circuit 44 sont alors fermées. Le fluide hydraulique s'écoule alors à travers la conduite 35, la soupape anti-retour 43, dans la soupape de maintien 36, et, ensuite, à travers les conduites ramifiées 35, vers les moteurs hydrauliques 16, 17 pour revenir à la pompe 18 à travers la conduite 33. Cependant, un pivotement de la trémie dans la direc- tion 47 n'est pas possible avec la disposition représentée dans la figure 1. Pour cela il est nécessaire, comme le montre la figure 3, de connecter, dans la conduite d'amenée 33, une autre soupape de maintien 36' de construction identique. Tous les éléments dans la figure 3 sont pourvus des mêmes chiffres de référence que dans la figure 1. Dans cette représentation cependant, il n'est pas prévu deux soupapes pilotes, mais une seule soupape 37' qui est une soupape à 4/3 voies, et non à 3/2 voies comme la soupape 37. Les deux conduites d'alimenta- tion 38, 38' sont amenées en commun sur la soupape pilote 37'. A l'emplacement de leur réunion, est prévue une soupape de commutation 48, au moyen de laquelle, lors d'une pression sur la conduite d'alimentation 38, une chute de pression dans la conduite d'alimentation 38' est empêchée, et inversement. Le mode de fonctionnement, dans le cas d'un entraîne- ment de l'arbre de mélangeur 2 dans le sens de rotation vers l'avant, et d'un pivotement de la trémie en direction 34, est identique à celui décrit plus haut. Dans le mode de réalisation de la figure 3, le mode de fonctionnement lors d'un entraînement normal des produits en direction de rotation vers l'arrière 47, et avec un pivote- ment de la trémie dans cette direction 47, est analogue au fonctionnement avec entraînement vers l'avant. Pour un entrat- nement vers l'arrière et un pivotement en retour de la trémie, il suffit de transférer, au moyen du dispositif d'actionnement 46', la pression de commande de la conduite 35, par l'intermé- diaire de la conduite d'alimentation 38' et la conduite de commande 39, sur la soupape de maintien 36', de telle sorte que l'écoulement de traversée 42' soit ouvert. Lors de la suppres- sion d'excitation de la soupape pilote 37', la conduite de commande 39' est à nouveau déchargée vers le réservoir 41 à travers la conduite de décharge 40, de telle sorte que l'écou- lement de traversée 42' se ferme. Dans cette position, la trémie 1 est immobilisée hydrauliquement et elle peut également, le cas échéant, être verrouillée dans cette position, de telle sorte que puisse être effectué un entra nement normal de l'arbre de mélangeur 2 dans l'un ou l'autre des sens de rotation 34 et 47. Dans la figure 4, l'accouplement d'entraînement 29 est représenté sous la forme d'un accouplement à lamelles à pression de ressort débrayé hydrauliquement, dont l'anneau intérieur 49 est relié de manière solidaire en rotation avec l'arbre de mélangeur 2, au moyen d'un ressort d'adaptation 50. L'anneau extérieur 51 est fixé, au moyen de boulons de serrage 52, au bottier de palier 4. Sur l'anneau intérieur 49 et sur l'anneau extérieur 51, sont montées, de la manière habituelle, des la- melles 53, 54, alternant entre elles, qui sont chargées axiale- ment au moyen d'un piston pneumatique annulaire 55. Ces lamel- les sont appliquées à pression contre les lamelles alternées, au moyen de ressorts de compression 56 à tension préalable s'appuyant contre un couvercle 57. Il en résulte une liaison par application de force entre l'anneau intérieur 49 et l'anneau ex- térieur 51, et, ainsi, entre l'arbre de mélangeur 2 et le bot- tier de palier 4. Pour décharger le piston annulaire pneumati- que 55, c'est-à-dire pour libérer l'accouplement d'entraînement 24, une chambre intermédiaire à fluide de pression 58 peut être prévue, dans laquelle le piston annulaire 55 est monté pour coulisser. Lorsqu' un fluide de pression est introduit dans cette chambre, le piston annulaire pneumatique 55 est soulevé des lamelles 53, 54, contre l'action de pression des ressorts 56. L'alimentation en fluide de pression s'effectue à partir de la pompe 24, à travers une soupape de commande 59 et une conduite de commande appropriée 60. R E V E N D I C A T I 0 N S ) Appareil mélangeur avec une trémie de mélange pourvue d'une ouverture de remplissage et de vidange, pivotable autour d'un axe longitudinal, et au moins un arbre de mélange entra né en rotation par un moteur, et pourvu d'au moins une pale de mélange et malaxage, la trémie pouvant être entraînée à pivoter par le moteur et pouvant être immobilisée dans sa position de fonctionnement non pivotée, caractérisé en ce que, comme moteur, il est prévu au moins un moteur hydraulique (16, 17), accouplé directement avec l'arbre de mélangeur (2), en- traîné de manière réversible au moyen d'une pompe à fluide de pression (18) à débit réglable, un accouplement d'entraînement débrayable (29) étant prévu entre l'arbre de mélangeur (2) et la trémie (1), la trémie pouvant être immobilisée, au moyen d'un dispositif de verrouillage à indexes de repère, dans différentes positions de pivotement. 2 ) Appareil mélangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, au moins le moteur hydraulique (16, 17) et la pompe à fluide de pression (18) sont réunis entre eux par des conduites (33, 35), dans au moins l'une desquelles (35, 33) est prévue une soupape de maintien (36, 36') commandée par une soupape pilote (37, 37'). ) Appareil mélangeur suivant l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé en ce que, au moins un moteur hydrau- lique (16, 17) est supporté par l'arbre de mélangeur (2) et est appuyé contre une plaque de base (14) simplement pour résister au couple de rotation. 4 ) Appareil mélangeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'immobilisation & indexes de repère est formé par au moins un verrou à repères (21) et plusieurs logements de réception (23) affectés au verrou et disposés sur la trémie de mélange (1). ) Appareil mélangeur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque verrou à repère (21) peut être étendu ou rétracté au moyen d'un cylindre de vérin (22) chargé par fluide de pression. 6 ) Appareil mélangeur suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la pompe à fluide de pression (18) est pourvue d'un dispositif de commutation (30) destiné au réglage de la direction de déplacement des produits et du débit du courant de déplacement des produits.