Brevet FR2593156A1 — publié le 19870724

La présente invention concerne les dispositifs utilisés pour le transport et le stockage de charges et a notamment pour objet un alimentateur pour matériaux aptes à s'écouler par gravité, par exemple sous forme pulvérulente, granulaire ou analogues. L'invention peut être utilisée dans tous les domaines de l'industrie dans lesquels on a besoin de traiter des matériaux sous forme de grains fins, de poudre, de poussière, de fibres etc., dans des systèmes de conduites à matériaux utilisées dans différentes conditions extérieures. On connait un alimentateur pour matériaux pulvérulents, exécuté selon le brevet d'invention Etats-Unis d'Amérique N 3661302, classe 222/226, du 5. 09.1972, comprenant une trémie pourvue d'une chambre ayant une ouverture de sortie, dans laquelle est disposé un corps férromagnétique, et une source de champ magnétique alternatif entourant ladite chambre de l'alimentateur. Sous l'action du champ magnétique alternatif, le corps ferromagnétique effectue des mouvements oscillatoires qui sont transmis au matériau pulvérulent et provoquent son écoulement à travers l'ouverture de sortie par suite de la réduction du frottement intérieur entre les particules de matériau pulvérulent. Cet alimentateur pour matériaux pulvérulents n'assure pas une obturation fiable de l'ouverture de sortie lorsque le champ magnétique alternatif est nul, ce qui donne la possibilité au matériau pulvérulent de s'en écouler spontanément et limite le domaine d'utilisation de l'alimentateur. Pendant le fonctionnement de l'alimentateur, le corp ferromagnétique n'exerce aucune action de dispersion sur les particules de matériau pulvérulent pour détruire les mottes pouvant s'y former, c'est-à-dire que l'alimentateur est caractérisé par une basse fiabilité de fonctionnement. On connaît un alimentateur pour matériaux pulvérulents suivant le brevet d'invention Grande Bretagne NI 1543865, B 65 G 65/52, 1979, comportant une trémie, une chambre 2593 1 56 disposée à sa partie inférieure et munie d'un organe de réglage sous forme d'une cloison à grille sur laquelle sont disposés des corps magnétiques qui ne sont pas liés cinématiquement à cette cloison, et une source de champ magnétique alternatif dans la zone d'action des lignes de force magnétiques duquel est disposée la chambre. Cet alimentateur assure une obturation fiable de la cloison à grille au moment o le champ magnétique alternatif est nul, en empêchant ainsi d'une manière fiable la sortie du matériau pulvérulent de l'alimentateur. Lors de la sortie du matériau pulvérulent, l'action intense des corps magnétiques sur le matériau pulvérulent provoque la destruction des mottes qu'il contient, ce qui améliore sensiblement son homogénéité et élève la qualité du produit. Toutefois, la présence de la cloison à grille empêche l'emploi de l'alimentateur pour le débitage de matériaux sous forme de fibres et de microfibres de structure aciculaire qui, en s'accumulant sur la cloison à grille, rendent plus difficile sa traversée, provoquent l'arrachement des corps magnétiques de ladite cloison et interrompent le processus de débitage du matériau pulvérulent. Ainsi, la cloison à grille oppose une résistance à l'écoulement du matériau pulvérulent et réduit la fiabilité de fonctionnement de l'alimentateur. On s'est donc proposé de mettre au point un alimentateur pour matériaux pulvérulents ou analogues, qui serait conçu de manière à accroître la mobilité du matériau pulvérulent, contribuerait à son passage à travers l'organe de régulation et, en conséquence, assurerait un élargissement de son domaine d'application et élèverait la fiabilité de son fonctionnement. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un alimen- tateur pour matériaux aptes à s'écouler par gravité, par exemple sous forme pulvérulente, granulaire, fibreuse ou analogue, comportant une chambre disposée dans sa partie inférieure et munie d'un organe de régulation sous forme d'une cloison à grille sur laquelle sont disposés des corps 3 2593156 magnétiques qui ne sont pas liés cinématiquement à ladite cloison, et une source de champ magnétique alternatif dans la zone d'action des lignes de force magnétiques duquel est disposée ladite chambre, caractérisé, selon l'invention, en ce que la cloison à grille est exécutée sous forme d'une rangée de plaques verticales parallèles fixées dans des rainures de la chambre au moyen d'axes longitudinaux horizontaux de manière à pouvoir effectuer des oscillations par rapport auxdits axes. Un tel mode de réalisation assure une orientation des fibres du matériau sous forme fibreuse le long des plaques disposées verticalement, contribue, par cela même, à leur passage plus facile à travers les espacements entre les plaques, réduit la résistance de la cloison à grille à l'écoulement du matériau pulvérulent et contribue également à sa stabilité. I1 est avantageux, pour améliorer le changement d'orientation des fibres de matériau pulvérulent, que les plaques disposées verticalement soient fabriquées en matériau ferromagnétique. Sous l'action du champ magnétique alternatif, ces plaques vibrent et leurs vibrations transmises aux particules ou aux fibres du matériauaméliorent sa mobilité et accélèrent l'orientation des fibres suivant les plaques disposées verticalement. En outre, la vibration des plaques contribue à un passage plus rapide du matériau à travers les espacements entre lesdites plaques. Pour débiter un matériau fibreux dans lequel la longueur des fibres dépasse la distance entre deux plaques voisines, il est préférable que les plaques soient montées dans les rainures de manière à pouvoir se déplacer dans un plan vertical, la longueur de chaque rainure étant inférieure à la valeur H1 déterminée à l'aide de la formule suivante: D - 1. cos ú H = + h, sin L 4 2593156 o: D est le diamètre minimal du corps magnétique; 1 est la distance entre deux plaques voisines; L est l'angle maximal admissible de la déviation des plaques lors de leur oscillation par rapport aux axes horizontaux; h est la hauteur de l'axe horizontal. La limitation de la longueur des rainures est préférable pour qu'un corps magnétique de plus petite dimension ne puisse pas passer à travers la cloison à grille et se lO coincer entre deux plaques voisines même en cas de déplace- ment vertical maximal des plaques et de leur déviation latérale maximale au cours des oscillations par rapport à leurs axes horizontaux. Pour assurer une action plus intense sur le matériau pulvérulent, il est avantageux que les plaques soient pourvues, au-dessus de leur axe horizontal, d'une partie saillante destinée à coopérer avec les corps magnétiques. Les chocs sporadiques entre les corps magnétiques et ces parties saillantes de certaines plaques provoquent leur déviation irrégulière d'un angle important, ce qui accélère le déchargement du matériau sous forme fibreuse. L'invention permet de simplifier le débitage des matériaux pulvérulents sous forme fibreuse, assure leur traitement préliminaire, contribue à l'obtention d'un matériau préparé de la meilleure manière pour son traitement ultérieur. L'alimentateur faisant l'objet de l'invention s'insère aisément dans n'importe quel agencement de conduites de transport de matériaux, y compris les conduites étanches et les conduites à vide, et est relié aux systèmes de régulation et de commande automatiques. En associant l'alimentateur à un microprocesseur et un appareil de mesure de masse, il est possible d'automatiser totalement le système d'écoulement du matériau hors de l'alimentateur. L'alimenta- teur est silencieux, n'exerce aucune influence nuisible sur le personnel préposé, ne consomme pas une grande quantité 2593156 d'énergie et ne pollue pas le milieu environnant. L'alimentateur permet de réduire la consommation de matériau pulvérulent grâce à un dosage plus précis et à un fonctionne- ment plus fiable; de plus, l'amélioration de l'orientation des fibres contribue à l'amélioration de la qualité du produit fini. L'invention sera mieux comprise et d'autre buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description détaillée explicative qui va suivre de 0l différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une vue d'ensemble de l'alimentateur proposé pour matériaux pulvérulents ou analogues, pourvu d'une chambre ronde (vue axonométrique avec arrachement) selon l'invention; - la figure 2 est une vue d'ensemble axonométrique de l'alimentateur proposé, pourvu d'une chambre rectangulaire; - la figure 3 est une vue axonométrique de la cloison à grille d'une chambre rectangulaire; - la figure 4 est une vue axonométrique de la cloison à grille d'une chambre d'alimentateur ronde; la figure 5 est une vue en coupe de l'alimentateur proposé, en l'absence de champ magnétique; - la figure 6 est une vue en coupe de l'alimentateur pendant son fonctionnement; - la figure 7 représente une partie d'une cloison à grille conforme à l'invention; - la figure 8 représente un mode de réalisation d'une plaque de cloison à grille conforme à l'invention; la figure 9 représente un autre mode de réalisation d'une plaque de cloison à grille conforme à l'invention, pourvue d'une partie saillante disposée suivant toute sa longueur; - la figure lO représente un autre mode de réalisation 6 2593156 de la plaque à partie saillante conforme à l'invention; - la figure ll représente encore un autre mode de réalisation d'une plaque conforme à l'invention; - la figure 12 est une vue d'ensemble de l'alimentateur au moment o le champ magnétique alternatif est nul, ces plaques étant montées de manière à pouvoir se déplacer dans un plan vertical; - la figure 13 est une vue d'ensemble de l'alimentateur de la figure 12 lors de son fonctionnement; - la figure 14 est une vue d'ensemble axonométrique, avec arrachement, d'une chambre ronde pourvue d'un organe de réglage, au moment o le champ magnétique alternatif est nul; - la figure 15 est une vue d'ensemble axonométrique, avec arrachement, de la chambre ronde de la figure 14 au cours du fonctionnement de l'alimentateur; - la figure 16 est une vue d'ensemble axonométrique, avec arrachement, d'une chambre rectangulaire avec organe de réglage, au moment o le champ magnétique alternatif est nul; - la figure 17 est une vue axonométrique d'ensemble de la chambre rectangulaire avec organe de réglage, au cours du fonctionnement de l'alimentateur; - - la figure 18 représente la disposition d'un corps magnétique et des deux plaques voisines. L'alimentateur pour matériaux sous forme pulvérulente, fibreux ou analogue comporte une trémie 1 (figure 1) contenant le matériau 2 et une chambre 3, ronde dans l'exemple considéré ici, disposée à sa partie inférieure et pourvue d'un organe de réglage exécuté sous forme d'une cloison à grille 4 sur laquelle sont disposés des corps magnétiques 5 qui ne sont pas liés cinématiquement à ladite cloison, et une source 6 de champ magnétique alternatif alimentée à partir du réseau 7 de courant électrique alternatif. La cloison à grille 4 est exécutée sous forme d'une rangée de plaques parallèles 8 disposées verticalement 7 2593156 et fixées dans les rainures 9 des parois de la chambre 3 au moyen d'axes horizontaux 10 de manière à pouvoir osciller par rapport auxdits axes 10. La figure 2 représente un mode de réalisation dans lequel l'alimentateur comporte une chambre 3 rectangulaire dans laquelle toutes les plaques 8 fonctionnent dans des conditions identiques. La disposition mutuelle des plaques 8-dans les rainures 9 de la chambre 3 rectangulaire est illustrée sur la figure 3. La figure 4 représente la disposition mutuelle des plaques 8 dans les rainures 9 de la chambre 3 ronde. La disposition mutuelle de la trémie 1, de la chambre 3, de la cloison à grille 4, des corps magnétiques, de la source 8 de champ magnétique alternatif et des plaques 8 est représentée sur la figure 5 au moment o le champ magnétique alternatif est nul, et sur la figure 6, lors du fonctionnement de l'alimentateur. Les flèches de la figure 6 indiquent le mouvement des corps magnétiquesS.Les traits tiretés montrent les déviations des plaques 8 au cours de leurs oscillations sous l'action du champ magnétique alternatif. La figure 7 représente l'interaction des plaques 8 et des corps magnétiques 5 en mouvement. La flèche A indique le sens du mouvement des corps magnétiques 5. Les plaques 8 (figure 8) peuvent présenter une partie saillante 11 (figure 7) destinée coopérer avec les corps magnétiques 5. Cette partie saillante ll (figure 9) peut être exécutée soit suivant toute la longueur de la plaque 8, soit (figure 10) sur une partie déterminée de cette longueur. Pour améliorer la coopération des plaques 8 (figure 11) avec le flux de matériau pulvérulent 2 (figure 6), les plaques 8 (figure 11) peuvent présenter une courbure longitudinale. Les plaques 8 (figure 12) peuvent être disposées dans les rainures 9 de manière qu'elles puissent s'y déplacer verticalementet elles peuvent être fabriquées à partir d'un 8a 2593156 matériau ferromagnétique assurant son interaction avec le champ magnétique. La chambre 3 (figure 13) est disposée dans la zone d'action des lignes de force magnétiques de la source 6 de champ magnétique alternatif. Les lignes de force magnétiques du champ magnétique alternatif sont représentées sur les figures 7, 13,15, 18, par des traits tiretés. Les figure 14 et 15 représentent la disposition des plaques 8 et des corps magnétique 5 dans une chambre 3 ronde. Leur disposition dans une chambre 3 rectangulaire est illustrée lO sur les figures 16, 17. Dans le cas des plaques 8 (figure 18) montées de façon qu'elles puissent se déplacer dans un plan vertical, la longueur H de la rainure 9 est inférieure à la valeur H1 déterminée à partir de la formule suivante: D - l.cos X H1 = + h, sin o: D est le diamètre minimal du champ magnétique 5, 1 est la distance entre deux plaques 8 voisines, q est l'angle maximal admissible de déviation des plaques 8 lors de leur oscillation par rapport aux axes horizontaux 10, h est la hauteur des axes horizontaux 10. Dans l'alimentateur pour matériaux pulvérulents ou analogues dont la source 6 de champ électrique alternatif est débranché du réseau 7 (figure 6) de courant électrique alternatif, les corps magnétiques 5 étroitement réunis par les forces d'attraction mutuelle magnétique forment une agglomération dense disposée, sous l'action des forces de gravité, sur la cloison à grille 4 de la chambre 3 (figure 12). Le dispositif fonctionne de la manière suivante. On charge le matériau 2 pulvérulent à débiter. Les corps magnétiques 5 agglomérés d'une manière dense obturent la cloison à grille 4, en empêchant le matériau pulvérulent 2 de passer à travers l'alimentateur. Quand on branche la source 6 (figure 6) de champ magnétique alternatif sur le réseau 7 9 2593156 de courant électrique alternatif, il se créé dans la chambre 3 de l'alimentateur un champ électrique magnétique alternatif sous l'action duquel les corps magnétiques 5 sont excités et se mettent en mouvement chaotique dans l'espace. Leur agglomération se désintègre en plusieurs corps magnétiques distincts 5, le volume de l'espace occupé par l'agglomération de corps magnétiques 5 croît brusquement par suite de l'augmentation de la distance entre les corps magnétiques 5. Ceci contribue à la pénétration du matériau pulvérulent 2 entre les corps magnétiques 5en mouvement, vers la cloison à grille 4, favorisant ainsi la sortie du matériau pulvéru- lent 2 se trouvant dans l'alimentateur. L'action mécanique de la masse des corps magnétiques 5 en mouvement sur les particules du matériau pulvérulent 2 contribue à accroître la mobilité et améliore la fluidité de ce matériau. Sous l'action des chocs périodiques entre les corps magnétiques 5 (figure 7) et les plaques 8, celles-ci entrent en vibration par rapport aux axes horizontaux 10, ce qui contribue au passage du matériau pulvérulent 2 (figure 6) à travers la cloison à grille 4. Après l'interruption de l'alimentation de la source 6 (figure 5) de champ magnétique alternatif en courant électrique, le champ électromagnétique disparaît, le mouvement chaotique des corps magnétiques 5 s'interrompt et ceux-ci s'agglomèrent sous l'action des forces d'attraction magnétique en formant une motte unique qui se place par gravité sur la cloison à grille 4, interrompant ainsi le débitage du matériau pulvérulent. L'emploi de l'alimentateur pour des matériaux pulvérulents 2 ordinaires assure sa haute fiabilité de fonctionnement grâce à la diminution de la résistance de la cloison à grille 4 au flux de matériau mulvérulent 2. En cas de débitage d'un matériau pulvérulent 2 sous forme fibreuse comprenant des particules de forme anisométrique, une partie de celles-ci, en arrivant sur la cloison à grille 4, s'y trouvent bloquées car elles se placent en travers des plaques 8. Elles peuvent 2593156 s'agglomérer et boucher la sortie du matériau pulvérulent 2. Toutefois, la cloison à grille 4 est ainsi construite qu'elle empêche la formation d'une couche de matériau 2 fibreux sur cette cloison. Sous l'action du champ magnétique alternatif ou de l'action mécanique des corps magnétiques 5, les plaques parallèles 8, pouvant effectuer des oscillations indépendantes par rapport à leurs axes horizontaux 10, changent l'orienta- tion des fibres bloquées et les font tomber dans les espaces libres entre les plaques 8 voisines. Les plaques 8 (figure 6), étant constituées d'un matériau ferromagnétique, coopèrent avec le champ magnétique alternatif de la source 6 de champ magnétique alternatif. Pendant toute la période de fonctionnement de la source 6 de champ magnétique alternatif, les plaques 8 effectuent un mouvement oscillatoire par rapport à leurs axes horizontaux 10. Les chocs sporadiques entre les corps magnétiques 5 et les parties saillantes ll (figure 7) des plaques 8 perturbent le synchronisme et le rythme de ces socillations constantes et provoquent des déviations brusques de certaines plaques 8, améliorant ainsi les conditions pour le changement d'orientation des fibres du matériau 2 (figure 6) Dans l'alimentateur pour matériaux pulvérulents dans lequel les plaques 8 (figure 12) sont montées de manière à pouvoir se déplacer dans un plan vertical lorsque le champ magnétique alternatif est nul, les axes horizontaux 10, sous l'action du poids des plaques 8, du poids de la couche de corps magnétiques 5 située sur ceux-ci et du poids du matériau pulvérulent, se trouvent immobilisés près de la surface intérieure de la rainure 9. Quand on branche l'alimentateur au réseau 7 (figure 13) de courant électrique alternatif, les plaques 8 sont attirées dans la chambre 3 et leurs axes horizontaux 10 se placent dans les rainures 9, et reposent sur un coussin magnétique sans aucun appui mécanique. Cette position des plaques 8 les rend plus sensibles à l'action du champ magnétique alternatif, grâce à l'absence de il 2 5 9593156 frottement entre les axes horizontaux 10 et la surface inférieure de la rainure 9, et en particulier au choc mécanique entre le corps magnétique 5, et la plaque 8 (figuresl5, 17). A la suite de ce choc, la plaque 8 dévie brusquement et la distance entre celle-ci et les plaques 8 voisines croit, ce qui contribue à une réorientation rapide des fibres bloquées et à la sortie du matériau pulvérulent 2 (figure 13) hors de l'alimentateur. Le matériau pulvérulent 2 ayant traversé l'alimentateur est orienté, autrement dit ses fibres sont disposées parallèlement, ce qui est important pour la fabrication des matériaux de construction. Ainsi, la présente invention permet d'utiliser l'alimen- tateur pour des matériaux sous forme fibreuse, microfibreuse et aciculaire et d'élever la fiabilité de son fonctionnement, de réduire la consommation de matériaux pulvérulents et d'améliorer la qualité du produit fini. La conception simple de l'alimentateur lui assure une grande durée de vie et permet de l'utiliser dans les systèmes à commande automatique. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Alimentateur pour matériaux pulvérulents ou analogues, du type comportant une trémie (1), une chambre (3) disposée dans la partie inférieure de celle-ci et munie d'un organe de réglage sous forme d'une cloison à grille (4) sur laquelle sont disposés des corps magnétiques (5) qui ne sont pas liés cinématiquement à ladite cloison, et une source (6) de champ magnétique alternatif dans la zone d'action des lignes de force magnétiques de laquelle est disposée ladite chambre (3), caractérisé en ce que la cloison à grille (4) est constituée par une rangée de plaques (8) parallèles, disposées verticalement et fixées dans des rainures (9) de la chambre (3) au moyen d'axes longitudinaux horizontaux (10) de manière à pouvoir osciller par rapport auxdits axes (10). 2. Alimentateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques (8) sont constituées d'un matériau ferromagnétique. 3. Alimentateur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la longueur H de chaque rainure (9) est inférieure à une valeur H1 déterminée à l'aide de la formule suivante: D - l.cosoc H + h sin oC o: D est le diamètre miniual des corps magnétiques (5), 1 est la distance entre deux plaques (8) voisines, u est l'angle maximal admissible des plaques (8) lors de leur oscillation par rapport à leurs axes (10) horizontaux respectifs, h est la hauteur de l'axe horizontal (10), les plaques(8) étant montées dans les rainures (9) de manière à pouvoir s'y déplacer dans un plan vertical. 4. Alimentateur suivant l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que les plaques (8) possèdent au- dessus de leur axe horizontal (10) une partie saillante (11) destinée à coopérer avec les corps magnétiques(5).