Brevet FR2602695A1 — publié le 19880219

DISPOSITIF ALIMENTATEUR-CONDlTIONNEUR, POUR PRESSE A GRANULER, NOTAMMENT POUR LA FABRICATION DE GRANULES DESTINES A L'ALIMENTATION DU BETAIL. L'invention est relative a un dispositif alimentateur-conditionneur, pour presse a granuler, du genre de ceux qui comprennent une chambre cylindrique de travail, destinée å Entre placee avec son axe incliné pour présenter, en partie haute, une entrée pour un produit en poudre, ou équivalent, à malaxer et, en partie basse, une sortie pour l'alimentation d'une presse b granuler, chambre dans laquelle est disposé, suivant son axe, un arbre rotatif muni de pales s'étendant radialement. Un tel dispositif alimentateur-conditionneur est destiné notamment, mals non exclusivement, aux presses a granuler, permettant de fabriquer des granulés, par exemple destinés a l'alimentation du betail, a partir de divers.composants broyés se présentant sous forme de poudre ou de farine. L'invention a pour but, surtout, de rendre un dispositif alimentateur-conditionneur du genre défini précédemment tel qu'il réponde mieux que jusqu'a présent aux diverses exigences de la pratique et notamment tel qu'il permette d'améliorer la qualité des granulés obtenus à la sortie de la presse, sans qu'il en résulte une augmentation du prix de revient. 1-1 serait meme souhaitable d'accompagner cette amélioration de la qualité du granulé, d'une diminution du prix de revient. Pour apporter une solution å ces problèmes, selon l'invention, un dispositif alimentateur-conditionneur, pour presè à granuler, nottament pour la fabrication de granulés destinés a l'alimentation du bétail, du genre défini précédemment, est caractérisé par le fait que la chambre de travail comporte. å l'intérieur, dans une zone située vers la sortie, des moyens de précompression du produit en poudre situé dans la chambre. Ces moyens de précompression du produit en poudre comprennent, de préférence, des moyens propres å réduire }a section offerte au passage du produit, a l'intérieur de la chambre, au voisinage de la sortie. On a constaté que, d'une manière surprenante, la qualité des produits finis obtenus avec un tel dispositif alimentateur-conditionneur est améliorée et que l'énergie, notamment l'énergie électrique , consommée par la presse alimentée par un tel dispositif diminue. D'autres avantages et résultats produits par l'invention seront énoncés plus loin. Les moyens de réduction de la section de passage comprennent, avantageusement, un tronc de clone, monté sur l'arbre, et augmentant progressivement de diamètre en direction de la sortie, ce tronc de ccne étant prolongé, vers cette sortie, par un cylindre, l'ensemble étant monté sur l'extrémité de l'arbre de la chambre de travail située du cOté de la sortie. Généralement, la surface extérieure du tronc de ccne et du cylindre est munie de rampes hélicoidales, de préférence des rampes hélicoldales suivant un pas spécial, propres a pousser le produit malaxé vers la sortie. Des pales sont montées sur le cylindre, la dimension radiale de ces pales etant plus réduite que celle des pales directement montées sur l'arbre. Le dispositif comprend, de préférence, au moins une lame racleuse propre a frotter contre le fond transversal, muni de la sortie de la chambre de travail. Avantageusement, cette lame racleuse est montee de manière réglable sur une patte fixée sur la partie cylindrique, notamment grace à des ouvertures oblongues cooperant avec des organes de fixation tels que des vis. Une collerette tronconique, dont le grand diamètre est situe du cOté de la sortie de la chambre, peut etre prévue sur le cylindre, les rampes hélicoldales se terminant sur cette collerette. L'arbre rotatif de la chambre est traversé par des trous, régulièrement répartis suivant la direction longitudinale de l'axe, et décalés successivement de 9-, pour la fixation des pales; la partie de l'arbre située du côté de la sortie est dépourvue de pales et entourée par les moyens de réduction de la section de passage, certains des trous de l'arbre servant à la fixation de ces moyens de réduction de la section de passage. Généralement, l'arbre a une section transversale carre. Le cylindre, appartenant aux moyens de réduction de la section de passage, comporte avantageusement, d l'intérieur, un logement coaxial propre å recevoir, avec un jeu réduit, l'arbre de la chambre de travail. Ce logement peut être défini par deux plaques parallèles, séparées par une distance égale å la dimension du côte de la section carrée de l'arbre. L'invention consiste, mises b part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ciaprès à propos d'un mode de réalisation particulier décrit avec reférences aux dessins ci-annexés, mais qui n'est nullement limitatif. La figure 1 de ces dessins, est une coupe longitu-- dinale, avec parties en extérieur, d'un dispositif alimentateur-conditionneur conforme a l'invention, la chambre de travail étant représentée avec son axe incliné, c'est-å-dire dans sa position normale de montage. La figure 2 est une coupe longitudinale, 9 plus grande échelle, des moyens propres à réduire la section de passage du produit, et de la partie de l'arbre située du côte de la sortie de la chambre La figure 3 est une coupe suivant la ligne III111, figure 2. La figure 4, enfin, est une vue en élévation des moyens propres à réduire la section offerte au passage du produit, alors qu'ils ne sont pas encore montes sur l'arbre de la chambre. En se reportant aux dessins, notamment å la figure 1, on peut voir un dispositif alimentateur-conditionneur 1 pour une presse b granuler, non représentée et qui serait normalement disposée du coté inférieur de la partie gauche de la figure I de manière qu'une goulotte d'alimentation de cette presse reçoive le produit dont l'écoulement est schématiquement représenté par. la flèche s . Le dispositif 1 comprend une chambre cylindrique de travail 2 destinée å être placée avec son axe A incliné comme montré sur la figure 1, pour présenter, en partie haute, une entre 3 pour un produit en poudre, tel qu'une farine, ou équivalent, a malaxer. L'arrivée du produit est schématisée par la flèche e .La chambre 2 est délimitée par un cylindre 4, généralement en acier inoxydable , dont une extrémité, constituant la partie haute de la chambre 2 est fermée par un fond transversal 5 solidaire des parois du cylindre 4 L'autre extrémite du cylindre 4, c'est-à-dire l'extrémité inférieure selon la disposition de la figure 1, est ouverte. Une paroi de fond 6, rapportée, est fixée de manière démontable sur l'extrémité de ce cylindre 4. Cette paroi de fond 6 comporte une ouverture 7, de dimensions reglables, située au point le plus bas de ce fond rapporté 6. Un arbre rotatif 8 est disposé dans la chambre 2, coaxialement, cet arbre comportant, a ses extrémités, des prolongements cylindriques 9 et 1, de diamètres réduits, montés dans des paliers prévus respectivement dans les fonds 5 et 6. Cet arbre 8, comme visible sur la figure 3, a une section transversale carrée et est muni de pales Il s'étendant radialement, pour le malaxage du produit en poudre introduit par l'entrée 3. Des moyens d'entranement (non représentés) de l'arbre 8 sont prévus. Cet arbre 8 est traversé par des trous 12 (voir notamment figure 2) régulièrement répartis suivant la direction longitudinale de l'axe et decalés successivement de ces ces trous 12 ont leur axe perpendiculaire a deux faces paralleles de l'arbre 8 et situé dans le plan longitudinal moyen de ces faces. Chaque pale Il comporte un socle 13 d'un diametre supérieur å celui des trous 12, propre å venir en appui, par une face transversale, contre une face de l'arbre 8. Ce socle 13 est solidaire d'une tige filetée 14 s'étendant du côté du socle 13 opposé à la partie active 15 de la pale 11. Cette tige 14 traverse complètement l'arbre 8 de manière å faire saillie sur cet arbre du côté opposé au socle 13; la fixation de la pale il sur l'arbre 8 est assurée par un écrou 16, vissé sur ladite extrémité en saillie de la tige 14, cet écrou 16 prenant appui par l'intermédiaire d'une rondelle 17 contre la face adjacente de l'arbre 8. La section transversale de la partie active 15 de la pale Il a une forme ovoïde, dont une extrémité convexe présente une courbure plus forte. La longueur des pales Il est telle-que l'extrémité radiale extérieure de ces pales se trouve située à une distance L de l'axe A qui n'est que légèrement inférieure au rayon interne R du cylindre 4. L'espace annulaire i compris entre les extrémités des pales 11 et la surface interne du cylindre 4 a une dimension reduite de telle sorte que le malaxage du produit, a l'intérieur de la chambre 2, s'effectue dans de bonnes conditions. Un dispositif (non represente) est prévu pour injecter de la vapeur, comme schematiquement représenté par la flèche I sur la figure 1, dans la chambre de travail 2, par exemple par l'entrée 3. L'incorporation de vapeur dans le produit à malaxer permet une diminution de la viscosité de ce produit. La chambre de travail 2 comporte, à l'intérieur, dans une zone située vers la sortie 7, des moyens de précompression C du produit en poudre situé dans la chambre. Ces moyens de compression C comprennent des moyens D propres å réduire la section offerte au passage du produit, à l'intérieur de la chambre 2, au voisinage de la sortie 7. Les moyens D de réduction de la section de passage comprennent, de préférence, un tronc de cône 16 qui part de la surface prismatique de l'arbre 8 et augmente progressivement de diamètre en direction de la sortie 7, comme visible s-ur les figures 1 et 2. La grande base de ce tronc de cOne est prolongée par un cylindre de révolution 17, de même diamètre que cette grande base, en direction de la sortie 7 et du fond 6. L'assemblage du cylindre et du tronc de cône suivant la grande base peut être réalisé par soudure L'ensemble ainsi forme est monté sur l'extrémité 18 (figure 2) de l'arbre 8 située du côté de la sortie 7 et dans laquelle les trous 12 sont dépourvus de pales 11.Le cylindre 17 comporte, à l'intérieur, de manière coaxiale , un logement 19 (figure 3) dans lequel l'arbre 8 est propre à être engagé avec un jeu réduit. Ce logement 19, comme visible sur la figure 3, peut être réalisé a l'aide de deux plaques 2 parallèles soudées à l'intérieur du cylindre 17, symetriquement par rapport a l'axe de ce cylindre, et séparées par une distance h egale å la dimension du cOté de la section carrée de l'arbre 8. La surface extérieure du tronc de cône 16 et du cylindre 17 est munie de rampes helico1dales 21, de preference deux rampes décalées de 18, propres å pousser le produit malaxé vers la sortie 7, pour le sens de rotation communiqué a l'arbre 8. Comme visible sur la figure 4, du côté de la petite base du tronc de cône 16. les rampes 21 font saillie par rapport à cette base, de manière à venir affleurer la surface de l'arbre 8 qui est engagé entre elles. Du côte de la sortie 7, les rampes helicoadales 21 se terminent sur une collerette tronconique 22 fixée sur le cylindre 17, la grande base de cette collerette étant tournée vers le fond 6.Les rampes 21 par leurs arêtes d'extrémité, sont reliées, notamment par soudage,à cette collerette 22. Le plan de la grande base de cette collerette 22 est écarté d'une distance m de la face interne du fond 6 (figure 1). La fixation des moyens D formés par l'ensemble du tronc de ccne 16 et du cylindre 17, sur l'arbre 8 est assurée en utilisant les trous 12 restés libres de l'extrémité 18 de cet arbre 8. Le tronc de cOne 16 est muni, au niveau de sa petite base, d'au moins une patte 23 de forme rectangulaire, propre å s'appliquer contre une face de l'arbre 8; cette patte 23 comporte un trou 24 destiné å être placé en face d'un trou 12. L'assemblage de cette patte 23 et de l'arbre 8 est assuré par la tige filetée 14 et l'écrou 16 de la pale Il fixée dans le trou 12 associé au trou 24. Le cylindre 17 comporte, en outre, du cOté de son extrémité tournée vers le fond 6, deux trous diamétralement opposes 25 (figure 2) places de manière å se trouver alignés avec un trou 12 de l'axe 8, lorsque la patte 23 a été fixée. Une vis 26 de longueur suffisante est alors engagée dans un trou 25 de manière d passer par le trou 12 correspondant de l'arbre 8 et à ressortir par le trou 25 diamétralement opposé; la fixation est assurée par un écrou 27 monté sur cette vis. Comme visible sur la figure 2, la grande base de la collerette 22 est reliée a la surface externe du cylindre 17 par une zone annulaire 22a dont le plan est sensiblement orthogonal å l'axe du cylindre 17. Des pales 28 dont la dimension radiale est plus réduite que celle des pales 11, sont montées sur le cylindre 17. Ces pales 28 comportent un socle 29, semblable au socle 13. et une tige filetée 3 propre à traverser un trou 31 associé, prévu dans la paroi du cylindre 17. La fixation est assurée par un écrou 32, vissé sur la tige 3. Les trous 31 sont disposes de manière a se trouver au droit des trous 12 de la partie de l'arbre 8 située à l'intérieur du cylindre 17, lorsque ce dernier est fixé sur ledit arbre 8. Ainsi, la répartition suivant la direction axiale des pales 28 s'effectue suivant le même pas que pour les pales 11. De préférence, la longueur des pales 28 est telle que la distance n (figure 2) entre l'extrémité radiale extérieure de ces pales et la surface intérieure du cylindre 4 est supérieure å la distance i entre l'extrémité des pales 11 et cette meme surface. La section transversale des pales 28 est semblable a celle des pales 11. Le dispositif 1, représenté sur les dessins, comprend deux lames racleuses 33 (voir figure 3) diamétralement opposees, propres á frotter contre la surface interne du fond 6, ou a effleurer cette surface. Chaque lame 33 est montée de manière réglable sur des pattes 34 orientées radialement et fixées sur la surface externe du cylindre 17. Le montage des lames 33 peut être assuré a l'aide d'ouvertures oblongues 35 (figure 3) qui coopèrent avec des organes de fixation tels que des vis 36. Comme visible sur la figure 2, le plan des pattes 34 et donc le plan des lames 33 forment un angle d avec la direction des génératrices du cylindre 17. L'inclinaison des lames 33 est choisie de maniere b favoriser l'action de raclage, selon le sens de rotation normal-de l'arbre 8.L'usure des lames 33 peut être compensée, par des opérations de réglage successives. de manière à rapprocher ces lames du fond 6, grâce au déplacement autorisé par les ouvertures oblongues 35. Le fonctionnement du dispositif 1 résulte immédiatement des explications précédentes. Le produit à malaxer est introduit sous forme de poudre, notamment de farine, par l'entrée 3. De la vapeur d'eau est en outre injectée dans la chambre 2. La rotation de l'arbre 8 et des pales Il provoque le malaxage de ce produit et assure, en combinaison avec la gravité, sa progression en direction de l'ouverture 7. Au niveau des moyens D pour réduire la section de passage, le produit se trouve précomprimé du fait de cette reduction de passage, et la densité du produit qui sort par l'ouverture 7 se trouve augmentée. Ce produit est alors déversé dans la trémie d'alimentation de la presse å granuler (non représentée). On peut donc dire que le dispositif 1 de l'invention est équipé d'un système de "prédensification". -ll en résulte une augmentation du débit de matiere traitée, une amélioration de la qualité des produits finis obtenus à la sortie de la presse, ainsi qu'une meilleure tenue des granulés. Avec le dispositif de l'invention il est possible d'augmenter la quantite de vapeur ou éventuellement de liquide injecte dans la chambre 2. La quantité d'energie consommée par unité de masse de matière traitée, est réduite. En conclusion, on obtient une reduction du cott de la granulation, pour une qualité très supérieure du granulé, notamment en raison d'une diminution considérable des pertes de chaleur. REVENDICATIONS 1. Dispositif alimentateur-conditionneur, pour presse â granuler, notamment pour la fabrication de granules destinés b l'alimentation du bétail, comprenant une chambre cylindrique (2) de travail, destinée a être placée avec son axe (A) incliné pour présenter, en partie haute, une entrée (3) pour un produit en poudre, ou équivalent, à malaxer et, en partie basse, une sortie (7) pour l'alimentation d'une presse à granuler, chambre dans laquelle est disposé, suivant son axe, un arbre rotatif {e) muni de pales (11) s'étendant radialement, caractérisé par le fait que la chambre de travail (2) comporte, å l'intérieur, dans une zone située vers la sortie (7), des moyens de precompression (C) du produit en poudre situé dans la chambre. 2. Dispositif selon la revendication 1,caractérisé par le fait que les moyens de précompression (C) du produit en poudre comprennent des moyens (D) propres a réduire la section offerte au passage du produit, å l'intérieur de la chambre (2), au voisinage de la sortie (7). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens (D) de réduction de la section de passage comprennent un tronc de cOne (16), monté sur l'arbre (8), et augmentant progressivement de diamètre en direction de la sortie (7), ce tronc de cbne (16) étant prolongé, vers cette sortie, par un cylindre (17), l'ensemble étant monté sur l'extrémité (18) de l'arbre de la chambre de travail située du cOté de la sortie. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la surface extérieure du tronc de ccne (16) et du cylindre (17) est munie de rampes héliccldales (21) propres à pousser le produit malaxé vers la sortie (7). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que des pales (28) sont montées sur le cylindre (17), la dimension de ces pales étant plus réduite que celle des pales (11) directement montées sur l'arbre (8). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendi caticns 3 a 5. comprenant au moins une lame racleuse propre à frotter contre le fond transversal muni de la sortie, de la chambre de travail, caractérisé par le fait que cette lame racleuse (33) est montée de maniere reglable sur une patte (34) fixée sur la partie cylindrique (17), notamment grace a des ouvertures oblongues (35) coopérant avec des organes de fixation tels que des vis (36). 7. Dispositif selon la revendication 4, caracterisé par le fait qu'une collerette tronconique (22).dont le grand diamètre est situé du côté de la sortie (7) de la chambre, est prévue sur le cylindre (17), les rampes hélicoTdales (21) se terminant sur cette collerette. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 dans lequel l'arbre rotatif de la chambre est traverse par des trous régulièrement répartis suivant la direction longitudinale de l'axe, et écalés successivement de 92- pour la fixation des pales, caractérisé par le fait que la partie (18) de l'arbre (8) située du côté de la sortie est depourvue de pales et entourée par les moyens (D) de reduction de la section de passage, certains des trous (12) de l'arbre (8) servant à la fixation de ces moyens (D) de réduction de la section de passage. 9. Dispositif selon la revendication 3 ou l'ensemble de la revendication 3 et de l'une quelconque des revendications 4 a 8 caractérisé par le fait que le cylindre (17), appartenant aux moyens de réduction (D) de la section de passage, comporte, à l'intérieur, un logement (19) coaxial propre à recevoir, avec un jeu réduit, L'arbre (8) de la chambre de travail.