Brevet FR2596670A1 — publié le 19871009

La présente invention a pour objet un mélangeur, notamment pour produits granuleux et/ou à grains fins, comportant un réservoir de mélange avec une entre et une sortie ainsi qu'une vis de mélange disposée verticalement dans celui-ci et acheminant les produits vers le haut. On connaît différents modes de réalisation de mélangeurs comportant un réservoir pratiquement cylindrique avec un axe vertical et des outils de mélange à arbre vertical. On sait .Irrssi disposer à l'intérieur du réservoir de mélange différents corps de guidage destinés à agir sur le courant des produits à mélanger. Avec les mélangeurs connus, on n'obtient pas toujours un mélange parfait, notamment lorsque les produits ont une granulométrie différente. Au milieu du réservoir, les produits à mélanger glissent plus rapidement vers le bas que contre ses parois. A la sortie de la vis de mélange, les particules plus lourdes de produits à mélanger sont projetées plus loin vers l'extérieur que les particules plus légères. Si l'on ajoute ultérieurement d'autres composants en petites quantités, ceux-ci ne sont mis en circulation qu'avec un retard considérable. L'invention a donc pour but de réaliser un mélangeur du type précité permettant un brassage rapide et intensif ainsi qu'un mélange rapide des composants ajoutés ultérieurement. Ce but est atteint avec un mélangeur du type précité en ce que la vis de mélange est entourée dans sa zone médiane par un tronçon de tube vertical, en ce que le réservoir de mélange prend une forme conique à sa partie inférieure, en ce qu'il est prévu un insert tronconique vers le bas, situé entre la paroi conique du réservoir de mélange et la vis de mélange. et en ce que l'entrée est prévue sur le bord du couvercle du réservoir de mélange au-dessus du volume annulaire situé entre la paroi du réservoir et l'insert. Du fait de la présence de l'insert, le courant descendant des produits à mélanger est séparé en deux courants partiels qui sont repris l'un après l'autre dans le courant de transport ascendant de la vis de mélange. On a ainsi un brassage permanent des deux courants partiels. Les composants ajoutés ultérieurement arrivent dans le courant partiel le plus extérieur des deux, qui est repris le premier par le mouvement ascendant de transport de la vis de mélange et avec une certaine priorité. On ne constate donc pas,ce qui est souvent le cas, l'arrêt des produits à mélangerns la zone des parois du réservoir.On prévoit de préférence audessus de l'extrémité supérieure de la vis de mélange et concentriquement à celle-ci, un capot en forme de plateau incliné vers le bas qui répartit sur les deux courants partiels mentionnés, le courant de produits à mélanger soulevé par la vis de mélange. Cette répartition est favorisée par un plateau de retenue fixé à l'extrémité supérieure de l'arbre de la vis de mélange et par la configuration en tôle de centrifugation de l'extrémité supérieure de la vis, qui projette ainsi vers l'extérieur les produits ascendants. Dans la zone de l'entrée, il est prévu, sur le bord supérieur de l'insert, de préférence une tôle de retenue dressée verticalement, dans la zone de laquelle le courant de produits provenant de l'extrémité supérieure de la vis, reste en majeure partie à l'intérieur de l'insert et ne pénètre pas dans l'espace annulaire compris entre celui-ci et la paroi du réservoir. Les produits à mélanger s'enfoncent ainsi relativement loin dans cette zone, ce qui crée un volume permettant de recevoir des composants supplémentaires. D'autres caractéristiques des modes de réalisation de l'invention ressortiront de la description qui suit et de l'examen du dessin annexé donné seulement à titre d'exemple. La figure unique représente une vue latérale schématique d'un mélangeur en coupe partielle. Le mélangeur comporte un réservoir de mélange 10 prenant appui sur un bâti 14 par l'intermédiaire de cellules de pesée 12. Le réservoir de mélange 10 est essentiellement symétrique en rotation par rapport à un Qxe médian 16 vertical et se compose d'une partie supérieure cylindrique 18 et d'une partie inférieure 20 tronconique qui se termine sur une plaque de fond 22 horizontale. A sa partie supérieure, le réservoir est fermé par un couvercle 24 horizontal dans lequel pénètre, dans sa zone de bordure, à droite sur le dessin, une entrée 26 avec trémie de remplissage 28 montée en amont. A l'extrémité inférieure du réservoir de mélange, à côté de la plaque de fond 22, se trouve une sortie 30 avec un obturateur à plaques 32 qui peut être actionné par un levier de réglage 34. Dans l'axe médian 16 vertical se trouve une vis de mélange 36 dont l'arbre 38 prend appui à son extrémité inférieure au-dessous de la plaque de fond 22 sur un palier 40. A l'extrémité supérieure, l'arbre 38 traverse le fond d'un capot 42 en forme d'entonnoir, ouvert obliquement vers le bas, qui sera décrit par la suite plus en détail. Un palier 44 supérieur de l'arbre 38 est fixé sur une console 46 qui prend appui par des tubulures 48, 50 sur le couvercle 24 du réservoir. Sur la console 46 est aussi- fixé un moteur d'entraînement 52 qui entraine l'arbre 38 par son extrémité supérieure faisant saillie du palier 44, par l'intermédiaire de poulies 54, 56 et d'une courroie trapézoïdale 58. Les détails de construction de cette transmission sont sans intérêt dans ce contexte et ne seront donc pas décrits plus avant.La transmission à courroie 54, 56, 58 est protégée par un capot 60. A l'intérieur de la partie 20 inférieure, tronconique du réservoir de mélange 10, est fixé de manière appropriée un insert 62 tronconique qui, comme le réservoir, est rétréci vers le bas, et dont le bord supérieur se trouve à la hauteur du bord supérieur de la partie tronconique du réservoir. Le bord 64 inférieur ouvert, se trouve à une distance au moins égale par exemple à une spire de la vis au-dessus de la plaque de fond 29 ou d'un disque d'obturation 66 à l'extrémité inférieure de la vis de mélange 36. Le diamètre de l'ouverture formée par le bord inférieur 64 de l'insert 62 n'est que légèrement supérieur au diamètre extérieur de la vis de mélange. A une distance égale par exemple à une spire de la vis au-dessus de cette ouverture formée par le bord 64, commence une section de tube 68 verticale, entourant la vis de mélange et enfermant celle-ci de façon relativement étroite. Cette section de tube 68 s'étend vers le haut jusque dans le capot 42 déjà mentionné. Le capot 42 forme vers le bas un angle de cône relativement grand. Il pénètre dans une ouverture non référencée du couvercle 24 du réservoir et est réglable en direction verticale par rapport à la console 46. Le périmètre extérieur du capot 42 est, dans l'exemple représenté, légèrement inférieur au diamètre de l'extrémité supérieure, ouverte, de l'insert 62. Dans l'exemple représenté sur le dessin, l'angle de cône de la partie inférieure 20 du réservoir de mélange est égal à 70, celui de l'insert 62 à 55 et celui du capot à 120'. Sur le bord supérieur de l'insert 62, il est monté dans la zone de l'entrée 26, une tôle de retenue 70 dressée verticalement qui occupe une partie importante ou même la plus grande partie de l'espace compris entre l'insert 62 et le capot 42, et s'étend en arc de cercle le long du bord supérieur de l'insert 62 sur une partie de celui-ci. Cette tôle de retenue 70 empêche en grande partie que les produits à mélanger ressortent du capot pour passer dans l'espace annulaire 72 compris entre l'insert 62 et la paroi du réservoir 10, et guide les produits dans le volume désigné par 74 formés à l'intérieur de l'insert 62 et entre celui-ci et la section de tube 68. Le fonctionnement du mélangeur suivant l'invention est expliqué ci-après. Par l'entrée 26, on introduit des produits à mélanger qui glissent vers le bas dans l'espace annulaire 72 pour atteindre la zone de la vis de mélange 36. Si le réservoir de mélange doit être rempli du produit à mélanger, on met en même temps en rotation la vis de mélange. Le mouvement de transport de la vis est dirigé de bas en haut. Les produits sont donc soulevés à partir du bas et acheminés par la section de tube 68 vers la zone comprise à l'intérieur du capot 42. Grâce au capot 42, les produits sont répartis de tous côtés. Cette distribution est favorisée par un plateau de retenue 76 monté à l'extrémité supérieure de la vis, sur l'arbre 38, et par une tôle de centrifugation 78 radiale, montée immédiatement au-dessous du plateau de retenue 76, sur l'arbre 38. Cette tôle de centrifugation 78 projette les produits vers l'extérieur.La coopération de la tôle de centrifugation 78, du plateau de retenue 76 et du capot 42 fait que les produits à mélanger sont projetés en partie vers l'extérieur dans l'espace annulaire 72 extérieur, tandis qu'une autre partie tombe verticalement dans le volume intérieur 74. En raison de l'effet centrifuge de la tôle de centrifugation 78, ce sont surtout les particules les plus lourdes et les plus grosses des produits à mélanger qui sont projetées vers l'extérieur, tandis que les produits plus fins restent dans la zone intérieure. Les produits à mélanger descendent ainsi dans l'ensemble en deux courants partiels séparés. Le courant partiel extérieur rencontre la vis de mélange 36 dans la zone inférieure du réservoir et est soulevé par celle-ci. Il n'y a donc pas retenue des produits à mélanger dans la zone des parois du réservoir, comme c'est souvent le cas dans les autres mélangeurs. Au-dessus de la zone d'amenée vers la vis de mélange des produits provenant du volume extérieur 72, se trouve celle des produits provenant du volume intérieur 74. Les produits en majeure partie fins provenant du volume intérieur sont ainsi amenés vers la vis de mélange, tandis que simultanément les produits provenant du volume extérieur sont introduits dans ceux du volume intérieur. Il se produit ainsi un brassage intensif. Etant donné que les produits se trouvant dans le volume intérieur descendent plus rapidement en raison du parcours plus court et du volume nettement inférieur dans son ensemble de cet espace, les deux courants partiels parviennent à la vis de mélange, décalés dans le temps, ce qui donne lieu à un brassage supplémentaire. Dans la section de tube 68, les produits déjà largement mélangés s'élèvent et l'opération se répète de la façon décrite. La solution proposée par l'invention présente une caractéristique supplémentaire en ce que les produits distribués de tous côtés par les plateaux de retenue 76, la tôle de centrifugation 78 et le capot 42, sont retenus tout au moins en grande partie dans la zone de l'entrée 26 par la tôle de retenue 70, de sorte qu'ils ne parviennent dans le volume extérieur 72 que dans une faible proportion. Il se forme ainsi dans les produits à mélanger un cône enfoncé qui est représenté sur le dessin. Le mode de répartition des produits à mélanger en deux courants partiels est commandé par le relèvement ou l'abaissement du capot 42. Dans l'exemple représenté, la tôle de retenue a par exemple un tiers du périmère du bord supérieur de l'insert et environ trois quarts de la hauteur comprise entre l'insert et le capot 42. En faisant varier les dimensions de la tôle de retenue, on peut évidemment agir sur la formation de la trémie de remplissage du volume extérieur 72. Le mélangeur suivant l'invention convient tout particulièrement aux cas, fréquents dans la pratique, où il faut mélanger à une grande quantité d'un composant, depetites quantités d'un ou de plusieurs composants additionnels. Ces composants additionnels sont représentés sur le dessin, dans le volume extérieur 72, par des traits horizontaux ou verticaux et désignés par 80, 82,84. Grâce à l'effet d'entonnoir se produisant dans cette zone et à l'amenée permanente des produits à mélanger provenant aussi du volume extérieur 72, les composants additionnels sont mis en circulation relativement vite. Le dosage du composant principal et des composants additionnels peut s'effectuer à l'aide des cellules de pesée 12. REVENDICATIONS 1. Mélangeur, notamment pour produits granuleux et/ou à grains fins, comportant un réservoir de mélange (10) avec une entrée (26) et une sortie (30) ainsi qu'une vis de mélange disposée verticalement dans celui-ci et acheminant les produits vers le haut, caractérisé en ce que la vis de mélange (36) est entourée dans sa zone médiane par un tronçon de tube (68) vertical, en ce que le réservoir de mélange (10) présente une sxne conique à sa partie inférieure (20), en ce qu'il est prévu un insert (62) tronconique vers le bas, situé entre la paroi conique du réservoir de mélange et la vis de mélange, et en ce que l'entrée (26) est prévue sur le bord du couvercle (24) du réservoir de mélange au-dessus du volume annulaire (72) situé entre la paroi du réservoir (10) et l'insert (62). 2. Mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un capot (42) élargi vers le bas en forme de cône, au-dessus de l'extrémité supérieure de la vis de mélange (36). 3. Mélangeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capot (42) est réglable dans la direction verticale. 4. Mélangeur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu sur le bord supérieur de l'insert (62), dans la zone de l'entrée (26) du réservoir de mélange, une tôle de retenue (70) dressée verticalement sur une zone partielle du pourtour de l'insert. 5. Mélangeur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la vis de mélange (36) s'étend jusqu'au fond de la partie tronconique (20) du réservoir de mélange et en ce que le bord inférieur (64) de l'insert (62) se termine à une certaine distance du fond du réservoir de mélange. 6. Mélangeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le diamètre de l'ouverture formée par le bord inférieur (64) de l'insert (62) n'est que légèrement supérieur au diamètre extérieur de la vis de mélange (36). 7. Mélangeur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un plateau de retenue (76) est fixé à l'extrémité supérieure de la vis de mélange (36) sur son arbre. 8. Mélangeur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une tôle de centrifugation (78) radiale est fixée audessous du plateau de retenue (76), sur l'arbre de la vis.