Brevet FR2502512A1 — publié le 19821001

La présente invention concerne un appareil d'ex- traction de corps étrangers relativement lourds tels que des pierres et du gravier, de matières moins denses, par exemple des betteraves à sucre, transportées darss un courant liquide. Ce type d'appareil est utilisé pour l'extraction des corps étrangers relativement lourds des betteraves à sucre ou d'autres racines ou tubercules, avant la découpe et le traitement ultérieur des récoltes. Lorsque l'appareil est utilisé pour l'extraction de corps étrangers relativement lourds tels que des pierres ou du gravier, des betteraves à sucre, il est de préférence placé avant les appareils d'enlèvement des corps étrangers moins denses tels que les feuilles de betteraves à sucre, dans la direction d'écoulement du courant liquide dans lequel les betteraves à sucre et les corps étrangers sont transportés. La demande publiée de brevet allemand n0 2 840 416 décrit un appareil d'extraction de corps étrangers relative- ment lourds de matières mains denses Lransportées dans un cou- rant liquide, cet appareil comprenant essentiellement (a) un tambour cylindrique de section circulaire, formant crible, destiné à tourner avec sa partie inférieure immergée dans le courant de liquide, autour d'un arbre essentiellement horizontal, étrangers tombant des godets sur l'intérieur du corps annu- laire, l'appareil ayant une spirale placée à l'extérieur et/ou à l'intérieur du tambour de criblage, dans la direction longitudinale du tambour et destinée à ramener la matière vers l'orifice d'entrée. Dans cet appareil connu, le débit est réduit dans la section agrandie de circulation vers le tambour de cri- blage exactement-de manière que les corps étrangers trans- portés se déposent dans le tambour alors qu'une partie du liquide traverse le crible avec les corps étrangers à grains relativement fins mais lourds qui se déposent au fond d'une rigole, et le liquide revient ensuite dans le corps annulaire. Les corps moins lourds, c'est-à-dire par exemple les bette- raves à sucre, flottent juste sur le courant de liquide et sont lentement transportés afin qu'ils progressent dans le tambour. Les corps étrangers qui se déposent à l'intérieur du tambour et au fond de la rigole respectivement sont trans- portés par la spirale vers le corps annulaire placé à l'ori- fice d'entrée, et les corps étrangers, de préférence les pierres et le gravier, sont évacués sur la face interne du corps annulaire et ils roulent en descendant dans le premier godet qui arrive à l'intérieur du corps annulaire. Comme les canaux de ce corps contiennent une colonne d'eau qui dépasse de la surface de l'eau en dehors des canaux étant donné que le corps annulaire tourne, un courant as- cendant d'eau est formé dans les godets lorsqu'ils se trou- vent sous la surface du liquide, et ce courant ascendant empêche le dépôt des corps relativement peu denses qui doi- vent être transportés. Cet appareil connu fonctionne relativement bien dans la mesure o la concentration des corps étrangers dans le courant liquide est limitée. Cependant, si cette concen- tration dépasse une certaine limite, la spirale se remplit de corps étrangers à grains relativement fins, alors que les corps étrangers relativement gros tels que les pierres, roulent sur la partie supérieure de la spirale ainsi remplie et sont entraînés en avant dans le tambour de criblage, par le courant de liquide, et ne sont donc pas séparés comme voulu. De cette manière, l'appareil n'extrait alors que les corps étrangers les plus petits si bien que, dans l'exem- ple de l'enlèvement des pierres et du gravier des betteraves à sucre, l'appareil sert exclusivement à l'extraction du 25025 1 2 gravier et des cailloux alors que les pierres de grande dimension passent dans l'appareil et sont entraînées dans le courant liquide avec les betteraves à sucre. Dans le cas de courants liquides ayant une con- centration élevée de corps étrangers, le problème indiqué précédemment a été résolu par disposition d'un ou plusieurs appareils en série après le premier. De cette manière, la capacité peut être adaptée évidemment à la demande réelle, mais il s'agit évidemment d'une solution relativement coû- teuse. L'invention concerne un appareil du type précité qui a cependant une capacité accrue, avec utilisation d'un seul tambour de criblage. Plus précisément, selon l'invention, un appareil de ce type a un corps annulaire fixé à l'orifice de sortie du tambour de criblage, ce corps annulaire étant réalisé de la même manière que le corps annulaire placé à l'orifice d'entrée et destiné à coopérer avec une glissière d'évacua- tion placée sous sa partie supérieure. Dans des courants de liquide contenant des corps étrangers relativement nombreux et dans lesquels en consé- quence la spirale qui se trouve à l'intérieur du tambour de criblage se remplit relativement vite de corps étrangers plus petits, les corps étrangers relativement gros tels que les pierres, sont ralentis dans le tambour de criblage et, tout en roulant lentement en avançant dans ce tambour, sur les spires de la spirale remplie de petits corps étran- gers, par exemple de gravier, ils roulent à l'intérieur du corps annulaire placé à l'orifice de sortie du tambour et sont entraînés par la glissière de sortie, grâce aux godets élévateurs formés à l'intérieur du corps annulaire, ou de la même manière que les petits corps étrangers sont extraits à l'orifice d'entrée du tambour de criblage. Ainsi, la capacité de l'appareil est au moins doublée par cette simple disposition. Dans un mode de réalisation avantageux d'appareil selon l'invention, la spirale formée à l'intérieur du tambour est disposée depuis l'orifice d'entrée jusqu'à une faible distance de l'orifice de sortie. De cette manière, le corps annulaire placé à l'ori- fice de sortie peut aussi être utilisé pour l'enlèvement des corps étrangers relativement petits qui se trouvent au fond du tambour de criblage et qui sont transportés d'une traite vers l'orifice de sortie en l'absence d'une spirale. Par modification de la longueur de la partie de tambour qui n'a pas de spirale à l'intérieur, l'appareil peut être adapté à la composition des corps étrangers du courant de liquide à traiter si bien que la capacité de l'appareil peut être utilisée pleinement quelles que soient les propor- tions des petits corps étrangers aux gros corps étrangers, c'est-à-dire la proportion de pierres au gravier dans l'exem- ple de l'enlèvement des pierres et des graviers contenus par les betteraves. Selon l'invention, la spirale formée à l'intérieur du tambour peut aller de l'orifice d'entrée du tambour prati- quement jusqu'au centre de celui-ci, une spirale d'orienta- tion opposée à la première étant disposée du centre du tam- bour à l'orifice de sortie. Lorsque l'appareil est réalisé de cette manière, les corps étrangers qui se déposent dans le tambour de cri- blage sont obligatoirement transportés par les spirales, en-partie vers le corps annulaire placé à l'orifice d'entrée, en partie vers le corps annulaire placé à l'orifice de sortie, cette caractéristique pouvant être avantageuse en présence d'un nombre relativement faible de gros corps étrangers, - mais d'une grande quantité de corps étrangers relativement petits dans le courant liquide. Dans un mode de réalisation de l'appareil selon l'invention, la hauteur de la spirale formée à l'intérieur du tambour diminue uniformément vers l'orifice de sortie. De cette manière, la répartition des corps étran- gers relativement petits compris entre les corps annulaires placés aux orifices du tambour peut être réglée. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe verticale d'un appareil selon l'invention; et la figure 2 est une vue en plan, en coupe partiel- le, de l'appareil de la figure 1. L'appareil dont la figure 1 est une coupe com- porte essentiellement le tambour 1 de criblage, le corps annu laire 2 et la glissière 3 d'évacuation. Un arbre 4 et des rayons radiaux 5 supportent le tambour 2 afin qu'il puisse tourner dans un bottier 6 porté par le support 7. Le canal d'amenée du courant liquide contenant les corps étrangers est repéré par la référence 8. Comme l'indique la figure 1, le tambour 1 de criblage est monté à une hauteur telle que son fond se trouve pratiquement au niveau du fond du canal 8. Dans le mode de réalisation représenté, le tambour 1 est entraîné dans le sens horaire (figure 1) par une roue 9 d'entraînement qui est constamment en contact élastique avec la face externe du corps annulaire 2, cette roue 9 étant montée sur l'arbre menant d'un moteur électrique (non repré- senté). Dans le corps annulaire 2 dont le diamètre interne est légèrement supérieur à celui du tambour 1 de criblage, des canaux 10 sont disposés le long de la périphérie, depuis des ouvertures 12 formées à l'extérieur jusqu'à des ouvertu- res formées à l'intérieur, ces ouvertures jouant le rôle de godets élévateurs. Les canaux 10, au nombre de quatre dans le mode de réalisation représenté, rejoignent des ouvertures 18 formées dans des saillies tangentielles 12 à l'extérieur du corps 2. Comme l'indique la figure 2 qui est une vue en plai d'un appareil selon l'invention, une ailette 13 suivant une hélice est placée à l'intérieur et à l'extérieur du tambour 1, et cette ailette forme ainsi une spirale 14. En outre, la figure 2 montre que les corps annulaires 2 et 22 sont disposés aux deux extrémités du tambour 1, et que ces deux corps 2, 22 sont disposés symétriquement par rapport au plan transversal médian. Le mode de fonctionnement de l'appareil est le sui- vant. Les betteraves à sucre 15 transportées par un cou- rant liquide sont mélangées à des corps étrangers sous forme de pierres 16 dont la forme et la dimension sont quelconques, et de corps étrangers de petite dimension, tels que du gra- vier et du sable 17. Lorsque les betteraves 15 et les corps 16 et 17 dépassent le premier anneau a, une partie du gra- vier 17 et des pierres 16 tombe à l'intérieur du corps 2 et roule ou glisse dans les ouvertures 11 formant godets élé- vateurs, si ceux-ci ne sont pas encore remplis de pierres ou de gravier. Les betteraves 15 relativement légères ne tom- bent pas vers l'intérieur du corps 2, car la vitesse de ro- tation du tambour et le débit dans le tambour sont réglés l'un par rapport à l'autre afin que la surpression formée dans les orifices 11, due à la-colonne de liquide présente dans les canaux transversaux 10, chasse les betteraves vers le haut alors que les pierres 16 et 17 ne sont pas mainte- nues en flottaison par cette surpresàion.Lorsque les pier- res 16 et le gravier 17 ont été collectés dans les ouvertu- res 11, ils y restent jusqu'à ce que,.à la suite de la rota- tion du tambour 1, l'ouverture en question parvienne à la partie supérieure de l'appareil, et les pierres et le gravier tombent alors sur la glissière 3 d'évacuation par gravité. Comme décrit précédemment, lorsque les ouvertures 11 se trou- vent à la partie inférieure de l'appareil, la surpression dans les ouvertures est créée par une colonne de liquide pré- sente dans les canaux transversaux 10 lorsque, pendant la rotation du tambour 2, le liquide traverse le crible et se rassemble par les ouvertures 18 des saillies tangentielles 12 à la face supérieure du corps annulaire 2. Le liquide con- tenu dans les canaux individuels 10 est évacué lorsque le canal correspondant remonte si bien que le canal est vide lorsque l'ouverture 11 se trouve au-dessus du niveau de liquide de l'appareil. Etant donné la différence de diamètres entre l'in- térieur du tambour et l'intérieur du corps annulaire, un bord 19 est formé et retient les pierres déjà déposées à l'inté- rieur du corps annulaire 2. Les pierres 16 et le gravier 17 dépassant le corps 2 avec le courant liquide et les betteraves tombent vers le fond du tambour 1 et sont renvoyés vers le corps annulaire 2 par la spirale 14 formée au fond du tambour, la spirale ayant un pas correspondant à ce retour lors de la rotation du tambour, c'est-à-dire que la spirale a un pas de sens anti- horaire lorsque le tambour tourne dans le sens horaire comme indiqué sur la figure 1, et les corps étrangers sont évacués dans le corps annulaire depuis l'ouverture de sortie de la spirale. Lorsqu'il reste suffisamment de place dans les go- dets élévateurs 11, les pierres renvoyées sont entrainées avec le gravier et évacuées par la glissière 3. Lorsque la capacité de l'appareil est totalement utilisée, la spirale se remplit de gravier 17, lorsque l'ap- pareil a fonctionné pendant un certain temps, et les corps étrangers les plus gros tels que les pierres 16 roulent sur la spirale remplie et sont transportés dans le tambour vers le corps annulaire 22 se trouvant à l'ouverture de sortie du corps 22, les pierres étant alors collectées dans les godet: élévateurs placés à cet endroit puis évacuées par la glissière 33 qui y est disposée, exactement de la même manière qu'au niveau du corps annulaire avant 2. Dans un mode de réalisation, la dernière partie de la spirale, c'est-à-dire celle qui est tournée vers l'ou- verture de sortie, est supprimée si bien que le gravier tom- bant sur cette partie du tambour est entraîné avec le cou- rant liquide et se dépose sur le corps annulaire 22 placé à l'ouverture de sortie puis est évacué de la même manière que les pierres, dans le corps annulaire de l'ouverture de sortie. Si une pierre ou un corps analogue se coince entre le corps annulaire 2 et la glissière 3, la rotation du tambour s'arrête immédiatement étant donné la présence d'un dispo- sitif de sécurité en cas de surcharge. Un capteur 20 sous forme d'une roue 20 roulant à l'extérieur du corps annulai- re dans le mode de réalisation représenté, donne un signal indiquant l'arrêt de la rotation du tambour. Ce signal com- mande un dispositif d'inversion qui provoque la rotation du tambour en sens opposé. Dans la plupart des cas, la pierre coincée se libère et est rejetée vers la glissière 3 ou tom- be dans le courant de liquide. Le dispositif d'inversion peut être adapté de manière que le tambour tourne dans le sens normal après un temps prédéterminé relativement court. Pen- dant la rotation du tambour en sens opposé de son sens nor- mal, la spirale placée à l'intérieur du tambour fait avancer la matière vers le corps annulaire 22 qui se trouve à l'ori- fice de sortie, et la matière est alors évacuée lorsque le travail normal reprend. La fonction de l'appareil comme dis- positif d'extraction des corps étrangers d'un courant liqui- de n'est donc pas influencée par-l'inversion, et cette carac- téristique contribue aussi à l'augmentation de la capacité d'un appareil réalisé selon l'invention, par rapport aux appa- reils connus de ce type. Bien que l'appareil décrit précédemment concerne l'extraction des pierres et du gravier des betteraves à su- cre transportés dans un-courant-d'eau, il convient à l'ex- traction de corps étrangers particulaires relativement denses de tout type contenus avec des particules moins denses dans un courant liquide. Le cas échéant, des registres réglables de façon continue peuvent être placés dans les ouvertures jouant le rôle de godets élévateurs afin qu'ils règlent la pression créée dans les canaux transversaux 10, par la colonne de li- quide. Ainsi, il peut être avantageux que la pression soit plus grande au niveau des ouvertures du corps 22 puisque les corps étrangers moins lourds ont été ralentis pendant le pas- sage dans le tambour et ont alors tendance à tomber vers le fond avec les corps étrangers plus lourds. Enfin, on constate qu'il est avantageux d'utiliser un moteur d'entraînement dont le nombre de tours est régla- ble car l'appareil peut ainsi être adapté non seulement à l'enlèvement des pierres par le corps annulaire qui se trouve à l'ouverture de sortie mais aussi à la mise en rotation con- tinue à la vitesse exacte pour laquelle toute la matière res- tante qui tombe est ramenée par la spirale et évacuée au ni- veau de l'ouverture d'entrée. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. 1 0 REVENDICATIONS 1. Appareil d'extraction de corps étrangers relative- ment lourds, par exemple des pierres ou du gravier, de corps moins denses, par exemple des betteraves à sucre, transpor- tés dans un courant de liquide, ledit appareil comprenant essentiellement (a) un tambour (1) de criblage de forme cy- lindrique de section circulaire, destiné à tourner de manière que sa partie inférieure soit immergée dans le courant de liquide, autour d'un arbre essentiellement horizontal (4), (b) un corps annulaire (2) fixé à l'ouverture d'entrée du tambour (1) et ayant des canaux (10) placés le long de sa périphérie depuis des ouvertures (18), formées à l'extérieur du corps annulaire (2) jusqu'à des ouvertures (11) Jouant le rôle de godets élévateurs formés à l'intérieur du corps annulaire (2), l'intérieur de ce corps se trouvant pratique- ment au niveau de l'intérieur du tambour de criblage (1), et (c) une glissière (3) placée sous la partie supérieure du corps annulaire (2) et destinée à recevoir et entraîner les corps étrangers (16, 17) tombant des godets (11) à l'in- térieur du corps annulaire (2), l'appareil ayant une spirale (14) placée à l'extérieur, à l'intérieur ou à l'extérieur et à l'intérieur du tambour de criblage (1), cette spirale étant disposée le long du tambour et étant destinée à entrai- ner la matière de manière qu'elle revienne vers l'ouverture d'entrée, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il com- prend en outre un corps annulaire (22) fixé à l'ouverture de sortie du tambour de criblage (1) et réalisé de la même manière que le corps annulaire (2? placé à l'ouverture d'en- trée, ce second corps annulaire étant destiné à coopérer avec une glissière d'évacuation (33) placée sous la partie supé- rieure de ce corps annulaire (22). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la spirale (14) placée à l'intérieur du tambour de criblage (1) est disposée depuis l'ouverture d'entrée du tam- bour et s'arrête à une faible distance de l'ouverture de sor- tie du tambour. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en 1 1025 ce que la spirale (14) placée à l'intérieur du tambour de criblage est disposée depuis l'ouverture d'entrée du tam- bour pratiquement jusqu'au centre de celui-ci, et en ce qu'une spirale de pas de sens opposé à celui de la première spirale (14) est disposée depuis le centre du tambour jusqu'à l'ou- verture de sortie. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la hauteur de la spirale (14) placée à l'intérieur du tambour de criblage diminue uniformément vers l'ouverture de sortie.