Brevet FR2572061A1 — publié le 19860425

L'invention a pour objet un dispositif amélioré de manutention mécanique destiné à assurer le déplacement d'une matière divisée en fragments allongés, tels que des copeaux, des déchets textiles, etc..., qui sont facilement compressibles jusqu'à ne plus avoir qu'un volume réduit à l'état compact quand ils sont soumis à des forces de compression même relativement faibles. Les tentatives faites jusqu'à présent pour réaliser le transport mécanique des fragments de ce genre ne sont pas arrivées à un résultat satisfaisant parce que ces fragments donnent facilement naissance à des bouchons, dès qu'ils sont soumis à une compression faible, et les bouchons bloquent le fonctionnement des moyens de transport mécaniques. Pour cette raison, on a été conduit soit à compacter les produits fragmentés pour en faire des volumes solides susceptibles d'être cerclés de liens et d'être manipulés, soit au contraire à broyer les déchets fragmentés jusqu'à en faire une sorte de poudre dont la compressibilité est quasiment nulle en comparaison de celles des déchets en fragments allongés. On sait que les fragments allongés peuvent être déplacés de manière relativement facile à l'aide de moyens de manutention pneumatique, par exemple dans des conduites soumises à une dépression ou parcourues par un courant d'air sous pression. Mais ces conduites ont besoin d'être alimentées par un débit régulier de fragments allongés, faute de quoi elles sont rapidement obstruées par ces derniers ; une telle alimentation régulière à un débit déterminé constant ne peut se réaliser que par des moyens mécaniques, à partir, par exemple, d'une trémie de stockage. Le but principal de l'invention est de parvenir à un dispositif de manutention mécanique capable d'assurer une alimentation régulière, minimisant et même supprimant tout risque d'obstruction, d'une conduite de transport pneumatique, à partir d'un volume de matière divisée en fragments allongés contenue dans une trémie de stockage. Pour fixer les idées, dans ce qui suit, on se réfèrera à l'exemple des copeaux de bois qui sont rassemblés en vrac dans une trémie de stockage au furet à mesure de leur production et d'où il est souhaitable de les prélever à un débit déterminé sensiblement constant, afin de les utiliser selon les besoins, pour alimenter une chaudière par exemple. Pour l'équipement d'un conteneur de stockage ayant une paroi de fond, dans lequel est contenu en vrac un volume de matière divisée en fragments allongés facilement compressibles, un dispositif conforme à l'invention comprend une vis d'Archimède, ayant un arbre rotatif et un filet de vis, disposée au-dessus du fond de préférence parallèlement à ce dernier ; cette vis s'etend en s'éloignant d'un axe de pivotement substantiellement perpendiculaire au fond et autour duquel elle est entraînée en pivotement au-dessus de ce fond l'une des extrémités du filet de vis se termine au moins par une spire finale ayant un pas réduit compris entre 0 % et 10 % du pas normal du filet et cette même extrémité du filet de vis est située à l'intérieur d'un capot d'extrémité qui est ouvert en regard du filet de vis et qui a une paroi supérieure enveloppant la spire finale et dont la configuration est celle d'une spirale à rayon croissant, dans le sens de la rotation de la vis. Ce capot a une deuxième ouverture tournée dans une direction perpendiculaire à l'arbre de la vis, par laquelle sort la matière en fragments allongés. I1 est souvent préférable de raccorder cette seconde ouverture du capot à un conduit qui a, à une extrémité opposée, une ouverture de sortie dont l'axe est confondu avec l'axe de pivotement mentionné plus haut. Cette ouverture de sortie est susceptible d'être raccordée à une conduite fixe de transport pneumatique, par exemple une conduite en dépression, qui est alimentée en fragments allongés par le dispositif de l'invention. La vis est entraînée en rotation par un premier moteur qui est accouplé en rotation avec son arbre. Ce moteur est de préférence mobile en pivotement avec l'ensemble de la vis et du capot d'extrémité de celle-ci, autour de l'axe de pivotement. Selon un mode de réalisation de l'invention, le capot qui enveloppe une extrémité du filet de vis est espacé de l'axe de pivotement ; le filet de vis s'étend en dehors du capot en s'éloignant de l'axe de pivotement et l'arbre de la vis s'étend à travers le capot en direction de l'axe de pivotement par une partie extrême dépourvue de vis ; le moteur d'entraînement en rotation de la vis est accouplé en rotation, de préférence par l'intermédiaire d'un moyen réducteur de vitesse, à cette partie extrême de l'arbre. Avantageusement, le capot, ladite partie extrême de l'arbre de la vis et le moteur d'entraînement en rotation sont abrités sous une tourelle concentrique à l'axe de pivotement, ayant une paroi supérieure en pointe et une paroi latérale cylindrique à travers laquelle s'ouvre le capot enveloppant l'extrémité du filet de la vis, cette tourelle étant entraînée dans le mouvement de pivotement de la vis autour de l'axe de pivotement. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, avec une trémie de stockage cylindrique, l'axe de pivotement est confondu avec l'axe géométrique de la trémie, la vis s'étend jusqu'à la paroi latérale de la trémie, le fond de la trémie a une zone centrale circulaire montée libre en rotation par rapport au reste de ce fond, la partie dépourvue de filet de vis de l'arbre de la vis est supporté et guidé en rotation dans deux paliers portés par la zone centrale circulaire et disposés de préférence symétriquement de part et d'autre de l'axe de pivotement. Ainsi, l'alimentation du moteur en courant électrique se fait facilement par un tube guide-fils disposé coaxialement à l'axe de pivotement et se terminant par des bagues fixes en rotation sur lesquelles glissent des frotteurs entraînés en pivotement avec la tourelle. De préférence, dans la région du raccordement entre le capot et I con ait qui prolonge ce capot, il est prévu un détecteur de formation d'un bouchon ;- ce détecteur est relié électriquement à un inverseur temporisé du sens de rotation du moteur accouplé à l'arbre de la vis. Selon ce mode de réalisation préféré, le pas du filet de la vis devient nul à son entrée sous le capot et le rayon r de la spirale varie de la façon suivante à partir d'une valeur initiale r0: r = rO + a a le coefficient a ayant, par exemple, la valeur de 1 cm pour 200 On donnera maintenant une description d'un exemple préféré de réalisation. On se reportera au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue schématique en élévation et en coupe par un plan diamétral d'un dispositif conforme à l'invention installé dans un conteneur de stockage de copeaux de bois, - la figure 2 est une vue partielle de côté selon II-II de la figure 1. Un conteneur 1 a une paroi latérale 2 de révolution autour d'un axe central 3 et un fond 4. Ce conteneur 1 est destiné à recevoir pour les stocker jusqu'à leur utilisation des copeaux de bois ayant typiquement une épaisseur de 0,3 mm, une largeur de 8 mm ou moins, une longueur de 70 mm ou moins. Ces copeaux sont déversés librement dans le conteneur 1 et ils s'entassent dans celui-ci sur le fond 4. Dans ce fond 4 est découpée une zone centrale circulaire 5, concentrique à l'axe 3, supporte et guidée en rotation autour de cet axe 3, par exemple au moyen d'équerres 6 fixées sous le fond 4 et portant chacune un roulement à billes 7 engagé dans une ceinture circulaire 8 fixée sous la zone centrale circulaire 5. Sur ce dernier s'élève une tourelle 9 à paroi latérale cylindrique 10 concentrique à l'axe 3 et à paroi supérieure conique 11. Celle-ci est traversée librement à son sommet par un tube guide-fils 12, fixe, coaxial à l'axe 3, terminé à sa partie inférieure, à l'intérieur de la tourelle 9, par des bagues fixes 13 reliées à une source de courant électrique. Sur le fond 4 sont montés deux paliers 14A, 14B, espacés symétriquement de part et d'autre de l'axe 3, servant à supporter et à guider en rotation un arbre de vis 15. Cet arbre 15 a une première extrémité 15A située à l'intérieur de la tourelle 9, à l'extérieur des paliers 14A, 14B, qui est pourvue d'une roue dentée 16. Celle-ci est réunie par une chaîne à un pignon denté 17 calé sur l'arbre d'un moteur électrique 18 fixé sous la zone centrale circulaire 5. La chaîne passe à travers une ouverture convenable 19 ménagée dans la zone centrale 5. Ce moteur 18 est alimenté en courant à l'aide de frotteurs tournants 20 appliqués sur les bagues fixes 13. L'arbre 15 s'étend à partir de l'axe 3 en s'éloignant radialement de ce dernier, jusqu'à proximité de la paroi latérale 2, où il se termine par une seconde extrémité 15Bz A partir de cette seconde extrémité 15B, l'arbre 15 est muni d'un filet de vis 21, analogue à celui d'une vis d'Archimède, qui a un pas p dont la valeur n'est pas critique. Ce filet de vis 21 s'interrompt peu après son arrivée à l'intérieur de la tourelle 9. L'arbre 15 est parallèle au fond 4 et il est supporté de façon que le filet de vis 21 se trouve à une faible distance de ce fond 4, sans le toucher. La tourelle 9 contient, juste en arrière de la paroi latérale 10, un capot 22, visible aussi sur la figure 2. Ce capot 22 est ouvert, de même que la paroi latérale 10, d'une première ouverture 23 en regard du filet de vis 21 pour que celui-ci y pénètre librement. Le filet de vis 21 se termine à l'intérieur du capot 22, peu après y avoir pénétré, par au moins une spire finale dont le pas est fortement réduit par rapport à la valeur normale P. Ce pas réduit est de O % à 10 % du pas P. Dans le présent exemple, le pas de la dernière spire est nul. Le capot 22 a une cloison 24, opposée à l'ouverture 23, que l'arbre 15 traverse librement. I1 a aussi une deuxième ouverture 25, vers le bas, prolongée à travers la zone centrale circulaire 5, dans une direction perpendiculaire à celle de l'arbre 15. Le capot 22 a aussi une paroi supérieure 26, mieux visible sur la figure 2, qui enveloppe partiellement la dernière spire du filet de vis 21, avec le profil d'une spirale dont le rayon mesuré à partir de l'axe de l'arbre 15 va croissant à partir d'une valeur rO jusqu'à une valeur r = rO + a a. La paroi supérieure 26 coiffe la dernière spire du filet de vis 21 sur une valeur de 1800 environ, au moins ; dans le présent exemple, cette paroi supérieure 26 s'étend sur 2100 environ entre son point RF de rayon rO le plus faible et son point RM de rayon maximum. Après la seconde ouverture 25, la matière qui en sort pourrait être recueillie et déplacée par tout moyen approprié. Selon l'invention, il est préférable de fixer à la seconde ouverture 25 un conduit incliné 27 qui revient vers l'axe 3 pour se terminer par une ouverture de sortie 28 disposée concentriquement à cet axe 3, dans un plan perpendiculaire à ce dernier. Ainsi, cette ouverture de sortie 28 peut être accouplée facilement par l'intermédiaire d'un joint approprié à une conduite fixe 29, de transport pneumatique, sans que cela nuise à la rotation autour de l'axe 3 de la zone centrale circulaire 5 et du conduit 27. Pendant ce mouvement, l'arbre 15 pivote autour du même axe 3 de sorte que la vis balaie la totalité de la surface du fond 4 en dehors de la zone centrale circulaire 5, à une faible distance audessus du fond 4. L'entraînement de l'ensemble (tourelle 9, zone centrale circulaire 5, arbre 15, conduit incliné 27) en pivote ment autour de l'axe 3 se fait au moyen d'un moteur (non représenté), fixé sous le fond 4. Ce mouvement se fait à la vitesse d'un tour à l'heure environ. Pendant ce déplacement l'arbre 15 est entraîné en rotation par le moteur 18 à une vitesse de 40 t/mnenviron, Le filet de vis 21 qui est complètement recouvert de copeaux, puisque le conteneur 1 peut être complètement rempli, déplace ces copeaux et les fait pénétrer sous le capot 22. La valeur réduite ou même nulle du pas de la dernière spire à l'intérieur du capot 22 et le développement en spirale de la paroi supérieure 26 qui s'éloigne dans le sens de la rotation de la vis, éliminent tout risque de bourrage sous le capot.La suppression de ce risque détermine ainsi la distance à prévoir entre la dernière spire et la paroi 24 opposée à l'ouverture 23 du capot. En arrivant sous celui-ci la matière, qui a été plus ou moins comprimée par les spires à pas normal de la vis, se décomprime et tombe librement dans le conduit 27. Pour obtenir une marche automatique du dispositif, il est judicieux de monter dans la région du raccordement entre le capot 22 et le conduit 27, un détecteur de formation d'un bouchon, tel qu'une palette interne 30 ; celle-ci est montée sur une tige 31 (figure 2) qui traverse la paroi à travers une ouverture convenable et elle est articulée au moyen d'un axe transversal extérieur 32. Cette tige 31 est destinée à manoeuvrer un microinterrupteur 33 relie électriquement à un inverseur temporisé 34. Ce dernier est monte sur les fils d'alimentation du moteur 18 de l'arbre 15 ainsi qu'on l'a représenté schématiquement sur la figure 1.Dans le cas, exceptionnel, où un bouchon commence à se former sous le capot 22, il arrive un moment où les copeaux poussent la palette 30 à laquelle une liberté de déplacement est laissée par rapport à la paroi voisine du capot 22 ou du conduit 27. Ce mouvement de la palette 30 se traduit par la manoeuvre du microinterrupteur 33 et par l'intervention de l'inverseur 34 qui inverse le sens de rotation du moteur 18 et de l'arbre 15, pendant une durée prédéterminée. I1 en résulte l'arrêt de l'arrivée des cop-^-aus et la cessation de tout effet de compression sous le capot 22z de sorte que le bouchon en formation tombe de lui-même dans le conduit 27 avant que l'arbre 15 reprenne sa rotation en sens normal. Une oule ou un volet ouvrant pour permettre un accès manuel sous le capot 22 est prévu de préférence pour faciliter toute intervention si nécessaire. De même l'inverseur 34 peut commander une alarme qui signale la formation d'un bouchon et l'inversion momentanée du sens de rotation. Dans une installation réelle conforme à l'invention, pour des copeaux de bois en vrac ayant les dimensions indiquées plus haut, la valeur du rayon rO du capot 22 était de 150 mm et la valeur de a de 1 cm pour 200. REVENDICATIONS 1. Dispositif de manutention de matière divisée en fragments allongés facilement compressibles, à partir d'un conteneur (1) recevant cette matière en vrac et ayant un fond (4), caractérisé en ce qu'il comprend une vis du type vis d'Archimède ayant un arbre rotatif (15) et un filet de vis (21) ayant un pas P, cette vis s'étendant audessus du fond (4), de préférence parallèlement à ce dernier, en s'éloignant d'un axe de pivotement (3) substantiellement perpendiculaire au fond (4) et autour duquel elle est entraînée en pivotement, l'une des extrémités du filet de vis (21) se terminant par une spire finale au moins ayant un pas réduit entre 0 % et 10% du pas normal, un capot d'extrémité (22) couvrant ladite extrémité à pas réduit, ce capot ayant une première ouverture en regard du filet de vis (21), une deuxième ouverture (25) tournée dans une direction perpendiculaire à la vis pour la sortie de la matière et une paroi supérieure (26) enveloppant la spire finale et dont la configuration est celle d'une spirale à rayon croissant dans le sens de la rotation de ladite vis. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième ouverture (25) du capot (22) est raccordée à une conduite de transport pneumatique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capot (22) est espacé de l'axe de pivotement (3), l'arbre (15) de la vis s'étend à travers ce capot (22) en direction de l'axe de pivotement (3) par une partie extrême dépourvue de vis et un moteur (18) d'entraînement en rotation de la vis est accouplé à l'extrémité (15A) de ladite partie extrême de l'arbre (15). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le capot (22) , la partie extrême dépourvue de filet de vis de l'arbre (15), le moteur d'entraînement en rotation de la vis sont montés sous une tourelle (9) concentrique à l'axe de pivotement (3)-, cette tourelle (9) ayant une paroi supérieure (11) terminée en pointe et une paroi latérale (10) cylindrique dans laquelle se trouve l'ouverture (23) tournée vers le filet de vis (21) du capot (22), cette tourelle (9) étant entraînée dans le mouvement de pivotement de la vis autour de l'axe de pivotement (3). 5. Dispositif selon la revendication 4 installé dans une trémie de stockage cylindrique comprenant le fond (4), caractérisé en ce que l'axe de pivotement (3) est confondu avec l'axe géométrique de cette trémie, et le fond (4) a une zone centrale circulaire (5) portant la tourelle (9) au moins un palier (14) de l'arbre (15) et le moteur (18), cette zone centrale circulaire (5) étant supportée libre en rotation par rapport au reste du fond (4) et reliée à un moteur d'entraînement en pivotement autour de l'arbre (3). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'arbre (15) de la vis est supporté et guidé au moyen de deux paliers (14A, 14B) espacés de part et d'autre de l'axe de pivotement (3), le moteur (18) d'entraînement en rotation de l'arbre (15) est fixé sous la zone centrale circulaire (5) et accouplé fonctionnellement à travers une ouverture (19) à l'extrémité (15mode l'arbre (15) à l'extérieur du palier (14A, 14B). 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un tube (12) coaxial à l'axe de pivotement (3) traverse librement la paroi supérieure (11) de la tourelle (9) et se termine à l'intérieur de celle-ci par des bagues fixes (13) associées à des frotteurs tournants (20) pour l'alimentation du moteur (18) de l'arbre (15) qui est installé sous la tourelle (9). 8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la deuxième ouverture (25) du capot (22) s'étend à travers le fond (4) et elle est raccordée à un conduit incliné (27) qui est terminé par une ouverture (28) disposée concentriquement à l'axe de pivotement (3) pour être accouplée à une conduite de transport pneumatique fixe (29) en restant libre en rotation. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la configuration en spirale de la paroi supérieure (26) du capot (22) a un rayon qui part de llaxe géométrique de l'arbre (15) de la vis et qui satisfait à la formule r = rO + a a, a ayant la valeur de 1 cm pour 10 environ. 10 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il existe dans la région de la deuxième ouverture (25) du capot (22) un détecteur (30, 31, 32) de formation d'un bouchon de matière divisée, ce détecteur commandant un microinterrupteur (33) relié électriquement à un inverseur temporisé (34) qui provoque une inversion momentanée du sens de rotation du moteur (18) d'entraînement de l'arbre (15) de la vis dès le début de la formation d'un bouchon.