Brevet FR2522626A1 — publié le 19830909

La présente invention concerne les dispositifs d'extraction à vis équipant les cellules de stockage de produits pulvérulents ou granuleux. Les dispositifs d'extraction actuellement utilisés pour les cellules à fond plat consistent généralement dans une vis de trans- fert du type vis d'Archimède d'axe horizontal effectuant une rotation lente, continue ou séquentielle autour de l'axe vertical passant par le centre du silo: ces deux mouvements imprimés à la vis sont obtenus par-un ou plusieurs moteurs électriques en liaison avec celle-ci au moyen d'organes mécaniques Ces derniers sont généralement surdimensionnés en raison des sollicitations importantes auxquelles ils sont soumis En particulier, le mouvement radial de la vis à très faible vitesse ne peut être obtenu que par un moteur couple associé à un réducteur très démultiplié. L'immobilisation de la vis dans la masse du produit crée un couple de démarrage élevé nécessitant une résistance mécanique élevée des organes en mouvement Pour remédier à ces inconvénients, la demanderes- se a conçu un dispositif faisant l'objet d'une demande de brevet déposée sous le n O 80 06790 lequel dispositif permet d'assurer le démarrage de la vis d'extraction dans la masse du produit avec une puissance égale b la moitié de celle utilisée ordinairement en réduisant au maximum le nombre des organes de transmission, en utilisant pour le mouvement radial de la vis, une partie de l'énergie résiduelle du moteur d'entrainement en rotation de la vis sur elle-même Ce dispositif comporte un moteur hydraulique directement accouplé avec la vis d'extraction et alimenté par une centrale électro-hydraulique par l'intermédiaire d'un électrodistributeur permettant en dehors des périodes de fonctionnement du moteur de débiter sur un circuit faisant retour au bac, l'énergie résiduelle issue du moteur étant répartie entre un circuit retour vers la centrale et une canalisation d'alimentation d'un vérin hydraulique à double effet assurant à la vis une rotation angulaire séquentielle autour de l'axe vertical du silo Le dispositif comporte sur le circuit d'alimentation du vérin, en aval du moteur hydraulique, des moyens de réglage du débit et de la pression ainsi que sur le retour du vérin afin de contrôler la vitesse retour de la tige du vérin Les mesures effectuées sur les appareils existants ont permis de constater que le couple nécessaire au démarrage de la vis était d'environ vingt fois supérieur au couple nécessaire au fonctionnement -2- normal en cours d'extraction, la variation du couple de la phase démarrage à la phase fonctionnement normal s'effectuant générale- ment sur les deux premiers tours de rotation L'obtention du couple de démarrage peut résulter soit d'un surdimensionnement du moteur hydraulique entrainant de ce fait celui de la pompe et du moteur électrique d'entraînement, soit d'un surdimensionnement relatif au moteur hydraulique assorti d'une pompe à deux débits Ce procédé consiste alors à démarrer sous forte pression et faible débit donc à faible vitesse, la pompe passant après décollage à faible pression et fort débit, un tel procédé ayant pour avantage d'utiliser un moteur et des accessoires moins puissants: cependant le rapport entre le couple normal et le couple maximum, obtenu par un tel procédé n'est que de un à quatre ou cinq, le couple de démarrage s'avérant dans certains cas insuffisant. Le dispositif, suivant l'invention, a pour but d'améliorer le démarrage de la vis d'extraction dans la masse même du produit en développant un couple de rotation important de la vis sur elle-même avec une pression relativement basse, permettant de réduire la puissance installée, l'ensemble de l'installation restant économique d'une utilisation sûre et rationnelle. Le dispositif, objet de l'invention, est constitué d'un vérin hydraulique à double effet dont la tige agit sur une roue b cliquet ou roue libre calée sur l'arbre d'entraînement en rotation de la vis sur elle-même, auquel est accouplé le moteur hydraulique d'entraînement La roue libre transforme le mouvement de va et vient linéaire du vérin en un mouvement angulaire séquentiel, chaque course du dit vérin provoquant une rotation de la vis d'une voleur de N degrés Ce vérin est alimenté au moment du démarrage par la pompe hydraulique à la suite de l'élévation de pression dans le réseau de canalisations reliant la dite pompe au moteur hydraulique d'entraînement en rotation de la vis sur elle-même, élévation de pression due à l'accroissement du couple résistant au démarrage de la vis dans la masse du produit Cette alimentation du vérin est commandée par au moins un clapet taré monté sur le réseau de canalisations, lequel clapet canalise le fluide hydrau- lique à travers un distributeur commandant le mouvement alterné du vérin dont l'action réduit aussitôt la valeur du couple résistant et par suite la pression hydraulique dans le réseau Dès l'obten- tion du couple normal de fonctionnement le vérin cesse d'agir, -3l'entrainement en rotation de la vis sur elle-même s'effectuant alors à l'aide du seul moteur hydraulique Le dispositif est équipé d'accessoires permettant de contrôler la vitesse du vérin et la pression maximum de fonctionnement Les dessins annexés illustrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation du disposi- tif conforme à la présente invention Ceux-ci représentent: en figure 1, le schéma hydraulique de l'ensemble d'un dispositif d'extraction comprenant un dispositif de démarrage, en figure 2, une vue en élévation-coupe partielle du dispositif d'entraînement en rotation de la vis d'extraction sut elle-même assorti d'un dispositif de démarrage, en figure 3, une vue en coupe transversale suivant AA, montrant le dispositif de démarrage. Tel que représenté sur la figure 1, l'ensemble de l'installa- tion hydraulique assurant-l'entrainement en rotation de la vis d'extraction comporte un réseau de canalisations alimentant les organes d'entrainement en rotation de la vis sur elle-même et les organes d'entraînement de celle-ci autour de l'axe vertical du silo C'est ainsi que la pompe 1 refoule vers un moteur hydraulique 2 accouplé à l'arbre 3 dont l'extrémité porte la vis d'extraction 4: l'énergie résiduelle issue du moteur hydraulique alimente à travers un dispositif de réglage du débit 5, un jeu de vérins hydrauliques à double effet 6 par l'intermédiaire d'un distribu- teur 7 à commande mécanique lié aux déplacements de la tige des vérins Ces derniers assurent un mouvement séquentiel de balayage radial de la vis au-dessus du fond du silo Sur le circuit d'ali- mentation 8 du moteur hydraulique 2 est connecté un réseau de canalisations de commande du dispositif de démarrage, objet de l'invention L'accumulation sur la vis d'extraction du produit contenu dans le silo en période d'arrêt provoque un accroissement de l'inertie de démarrage du dispositif: il s'en suit à la mise en route de l'installation, une élévation de pression dans la canalisation 8, et par suite dans l'ensemble du réseau de canali- sations de commande-du dispositif de démarrage, lequel se compose d'une arrivée 9 du fluide à un distributeur 10 piloté hydraulique- ment, le débit du dit fluide étant ajusté en amont de celui-ci grâce à un diviseur de débit 11 Le distributeur 10 est en com- munication avec l'une et l'autre des capacités d'un vérin à double effet 12 dont la tige est en liaison avec une chape 13 dont les -4- branches agissent sur un dispositif tel qu'une roue à rochet ou une roue libre 14 calée sur l'arbre 3 portant la vis d'extraction 4. Sur chaque tronçon de tuyauterie 15 ou 16 alimentant le vérin 12 est monté un limiteur de pression réglable 17 et 18 mettant en cas de surpression l'un ou l'autre de ces tronçons en décharge vers l'un ou l'autre des clapets tarés 19 et 20 annexés au dis- tributeur 10 et pilotant ce dernier de façon à diriger alternati- vement le fluide moteur vers l'une ou l'autre face du piston du vérin 12, les déplacements linéaires alternatifs duquel impriment à l'aide de la roue libre 14 un mouvement de rotation angulaire séquentiel de la vis sur elle-même Cette rotation de la vis dans la masse du produit provoque immédiatement un abaissement du couple résistant et une diminution de la pression hydraulique dans le réseau de canalisations Dès que la pression de régime correspondant au couple de fonctionnement normal est atteinte, les clapets 19 et 20 commandent l'arrêt du vérin 12, l'entraînement en rotation de la vis sur elle-même étant alors assit 8 t pris en charge par le seul moteur hydraulique 2 alimenté par la pompe 1 La durée d'in- tervention du vérin 12 n'excède pratiquement pas le temps de rotation de deux tours de la vis. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation spéciale- ment décrit, elle couvre toutes les variantes possibles à condition que celles-ci ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications annexées à la présente description. Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé pour le démarrage de tous dispositifs d'extraction à vis à commande hydrau- lique de produits pulvérulents ou granuleux contenus dans des cellules de stockage - -5- REVENDICATIONS - 1. Dispositif adaptable aux appareils d'extraction à vis à commande hydraulique équipant les cellules de stockage b fond plat de produits pulvérulents ou granuleux comportant une vis d'extrac- tion entrainée en rotation sur elle-même et autour d'un axe verti- cal, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens annexés à l'installation hydraulique de l'appareil d'extraction permettant à l'aide d'une pression relativement basse, d'obtenir au démarrage un couple important de rotation de la vis sur elle-même nécessaire pour vaincre le couple résistant provoqué par l'accumulation du produit sur la vis en période de non utilisation, lesquels moyens consistent en un vérin hydraulique à double effet dont le mouvement alterné transmet à l'arbre d'entraînement de la vis par l'intermé- diaire d'une roue à cliquet ou d'une roue libre calée sur cet arbre un mouvement de rotation séquentiel, lequel vérin cesse d'agir sur la vis dès que le couple de fonctionnement normal est atteint, l'entrainement en rotation de laquelle vis est alors assuré par le seul moteur hydraulique de l'appareil d'extraction. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'alimentation en fluide hydraulique du vérin de démarrage est commandée par au moins un clapet taré monté sur le réseau de canalisations reliant la pompe hydraulique au moteur hydraulique d'entrainement de la vis sur elle-même, lequel clapet réagit à l'élévation de pression dans le dit réseau due b l'accroissement du couple résistant au démarrage pour canaliser le fluide hydrau- lique vers le vérin à travers un distributeur commandant le mouve- ment alterné du vérin. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'alimentation en fluide hydraulique du vérin de démarrage est commandée par un jeu de deux clapets tarés pilotant un distributeur monté sur le réseau de canalisations reliant la pompe hydraulique au vérin sous l'action de deux limiteurs de pression montés sur chaque canalisation d'alimentation du vérin, lesquels limiteurs de pression réagissent à l'élévation de pression dans le réseau reliant la pompe hydraulique au moteur hydraulique d'entrai- nement de la vis sur elle-même, lequel distributeur dirige alter- nativement le fluide moteur vers l'une ou l'autre de S faces du piston du vérin.