Brevet FR2703983A1 — publié le 19941021

C O N S T I T U T I O N DU S Y S T DESSIN N 1 Le système est constitué d'un ensemble de deux groupes jumelés, les deux groupes sont identiques décalés ou déphasés l'un par rapport à l'autre de moitié dans leur distribution, afin d'avoir un film continu à la sortie du produit refoulé. Chaque groupe est constitué de deux chambres ou corp N 7 et N 22, comportant chacune un évidement conique (angle ou sommet du cône de 90 ), sur lequel est prévu un orifice d'arrivée du produit (dans sa partie supérieure). La 1ère chambre N 7 comporte en plus de l'orifice d'arrivé du produit, un autre orifice de sortie du produit dans la partie inferieur de son évidement. A l'intérieur des chambres sont logés les axes trompettes correspondants N08 et N023. Les deux axes trompettes sont differents l'un de l'autre (voir dessin N 3). L'axe N 8 est manoeuvré par le verin N 16 par l'intermedaire de la manivelle N 15 comportant une clavette N 14 sur l'axe N 8. L'axe N 23 est manoeuvré par le verin N 25 par l'intermediaire de la manivelle N 24 comportant aussi une clavette d'immobilisation en rotation sur l'axe N 23. Les axes N08 et N 23 sont maintenus en contact permanent dans leur siège correspondants N07 et N02 par l'intermediaire des ressorts d'appui N 11. Les butées N 10 absorbent les frottements enjondrés par la pression constante des ressorts d'appui. Les écrous et les contre écrous N 12 assurent le blocage axial de l'ensemble monté sur chaque axe et permettent de régler la pression d'appui des ressorts N 11. Les deux chambres (7 et 22) sont assemblées supperposées et inversées l'une par rapport à l'autre de 180 . Elles sont fixées par 4 boulons avec un joint d'étancheïté N 27 entre leur face d'assemblage. L'orifice de sortie de la chambre N 7 communique directement dan@ l'orifice d'arrivé de la 2ème chambre (N 22). Dans la partie avant de la lère chambre N 7 est fixé l'ensemble piston et verin N 3 et N 2 assur@nt l'admission et le refoulement du produit. Le joint N 4 assure l'étancheïté entre la chambre N 7 et le piston N 3. Au devant de la 2ème chambre N 22 est fixé un chapeau de refoulement N 17. Un joint d'étancheïté N 20 est placé entre la chambre N 22 et le chaperau N017. Le chapeau N 17 est relié au collecteur N 18 de refoulement de même forme que celui d'admission N06. Le collecteur N 18, relie les deux (2) chambres N 22 de refoulement. Le collecteur N06 relie les deux chambres N 7 d'admission. Les joints N 5 et 19 assurent l'étancheïté entre collecteurs et tubulures d'admission et de refoulement. Les graisseurs N 9 et N029 assurent le graissage des axes N 8 et N 23. Les verins de distribution N 16 et N 25 sont fixés oscillants sur le support N 28. Le support N028 est fixé par 4 boulons sur la 2ème chambre N 22. sur la manivelle N 15 est montée une butée non numérotée, servant à actionner les distributeurs (o) et (a) pendant l'oscillation de la manivelle N015. Sur la manivelle N 24 est montée une autre butée non numèrotée servant à actionner les distributeurs (e) et (f) pendant les oscillations de la manivelle N 24. En bout d'axe du verin N 1 est contre une butée N 2 servant à actionner les distributeurs (a) et (b), pendant les sorties et entrées de tige du verin N 1. Dans le shéma pneumatique N04 nous pouvons remarquer la presence de Trois (3) distributeurs (A) et (B) et (C) qui ne sont pas indiqués dans le dessin d'ensemble N 1. Leur emplacement n'influe en rien sur le fonctionnement - Le distributeur' (X) sert à commander les deux (2) verins N01. - Le distributeur (B) sert à commander le verin N 1G - Le distributeur (C) sert à commander le verin N 25. - Les distributeurs (A) (B) et (C) sont des distributeurs 5/2 à commande pneumatique. - Les distributeurs (a, b, c, d, e, et f) sont des distributeurs pneumatiques 3/2 à commande mécanique et rappel à ressort. - (A) est commandé par (d et f) - (B) est commandé par (a et e) - (C) est commandé par (b et c). Nous pouvons remarquer aussi (sur le sch a N 4) la présence d'un robinet d'isolement, d'un filtre et de la canalisation d'air. Les axes trompettes du 2ème groupe de refoulement sont manoeuvrés par les bielles N03O qui transmettent les mouvements de sortie et d'entré des tiges des verins de distribution 11016 et 25. Les deux groupes de refoulement sont assemblés par boulons entre leurs face jointive. L'ensemble des deux groupes est fixé par boulons sur chassi N 21. Les manivelles et les bielles forment un parallèlogramme déformable de chaque côté des axes. REMARQUES/ Ce système de refoulement est ici présenté en (version pneumatique) uniquement dans un souci d'une meilleur compréhension du fonctionnement et pour rapporter l'exactitude du prototype. Autrement dit, ce système est beaucoup plus performant en version hydraulique (verin hydraulique). Et l'utilisation de relais hydrauliques le rendent plus simple et @oins encombrant. D'autre part l'air est compressible et les inconvenients qui s'y rapportent sont connus (la vitesse des serties et rentrées de tige de verin change avec l'effort applique) sans oublier l'échappement désagréable de l'air. Il faut aussi dire qu'il existe une grande analogie de fonctionnement entre les deux versions et je suppose pour le moment que c'est l'essentiel. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Broncher le collecteur d'admission de produit ,ZD6 avec la tubulure d'arrivée du produit de reserve (silos, cuves, canalisation) prendre le soin de mettre un joint d'étancheïté sur le chapeau supérieur du collecteur N Ó. Broncher le collecteur de refoulement N018 avec la canalisation de refoulement (flexible ou canalisation métalique). Broncher l'arrivée d'air avec la source d'air comprimé (cempresseur ou réseau). Le produit à refouler arrive par la tubulure supérieur (orifice) de la chambre N07. Quand on ouvre le robinet d'isolement indiqué dans le schéma N 4 la tige du verin N025 (voir schéma N 5) va rentrer et l'orifice d'arrivée du produit de l 2ème chambre N022 va se fermer. La manoeuvre du verin N 25 a été commandée par le distributeur (b). Quand la tige du verin N 25 est complètement rentre, le distributeur (e) est actionné et il va déclencher la sortie de la tige du verin N 16 qui va entrainer l'ouverture de l'orifice d'admission de la lère chambre N 7. En fin de course de la sortie de tige du verin N 16, le distributeur (d) va être actionné et, il déclenchera la rentrée de tige du verin N 1, qui est tout simplement l'admission du produit dans la 1ère chambre N 7. Donc le produit est à présent dans la lère chambre, quand la tige du verin N 1 est complètement rentrée, le distributeur (a) est actionné, il entrainera la rentrée de la tige du verin N 16 qui nous donne la fermeture de l'orifice de la 1ère chambre N 7. Quand la tige du verin N016 est complètement rentrée, le distributeur (c) 3/2 est actionné, il entrainera la sortie de tige du verin M025 qui réalisera l'ouverture de l'orifice d'arrivé produit de la 2ème chambre N022. La sortie de tige du verin N025, va actionner en fin de course le distributeur (f). Qui va déclencher à son tour la sortie de tige du verin N 1 et c'est le refoulement du produit. Le cycle va reprendre de nouveau dés que le distributeur (b) va être actionné parla fin de course de tige du verin N 1. Le principe de fonctionnement donné précédement est propre au premier groupe (vue coupée du dessin N 1) le 2ème groupe fonctionne de la même façon mais s il est décalé de moitié par rapport au 1er groupe. C'est à dire quand la tige du verin N 16 est rentrée elle réalise la fermeture de l'orifice d'admission de la lère chambre du lèr groupe et l'ouverture de l'orifice d'admis@ion de la lère chambre du 2ème groupe. Quand la. tige du erin N 16 eut sortie, elle réalise l'ouverture de l'orifice d'admission de la lère chambre du lèr groupe et la fermeture de l'orificie d'admission de lère chambre du 2ème groupe. Il est de même du verin N 25, qui lui commande les ouvertures et les fermetures (croisées) des orifices d'admission des 2mes chambres N 22 du 1er et du 2ème groupe. Le raccordement du distributeur 5/2 (A) (voir schéma N04) est fait de façon à ce que les deux verins N01 de commande des deux piston (3) fonctionnent en sens contraire l'un par rapport à l'autre, c'est à dire quand la tige de l'un sort, la tige de l'autre verin est entrain de rentrer et vis versa. Ce qui veut dire aussi quand l'un des deux pistons est en admission l'autre et en refoulement. Le schéma N05 nous donne les six (6) phases du cycle, les élements représentés foncés dans chaque phase, représentant le changement de position d'une phase à l'autre. La marche et l'arrêt du système sont commandés par le robinet d'isolement indique dans le schéma pneumatique N0 4. DETERMINATION DES ANGLES D'INSCRIPTION DES ORIFICES D'ADMISSION PRODUIT : Les manivelles N 15 et N024 de changement de distribution doivent osciller dans un angle de 90 pour que les sorties et rentrées des tiges des verins correspondants N 16 et N025 ne forcent pas sur les axes trompettes N08 et N023 (voir schéma N 02). Ce qui conduit à dire que les orifices d'admission doivent être inscrits dans un-- angle CX (frontal) de 900. Seulement, il faut prévoir des angles de securité de fermeture pour qne l'étancheité soit parfaite entre les deux circuits (admission et refoulement). Cet angle de sécurité est fixé à 10 de part et d'autre de l'orifice. Danc l'angle &alpha; est réduit de 200 et prend alors la valeur de 900 - 200 = 700 donc, &alpha; =-70 (voir dessin N03). Les orifices d'admission sont déterminés par deux angles (&alpha; dans le sens frontal) et l'angle # dans le sens de la conicite. Déterminons maintenant l'angle # (dessin N 3) dans le triangle OMM' (vue de face). On a CM' = Sin # = CM' 2 CM' = R Sin # 2 Dans le triangle OPT (vue de dessus du dessin N 3) on a CT = OP = R (triangle rectangle isocèle) Ce qui donne d'où Dans les orifices d'admission des chambres N07 et N 22 ainsi que ceux des axes trompettes N 23, sont,inscrits dans les angles de références = 700 et Q = 600. Les deux axes trompettes 1108 (voir dessin N 3) ne comportent pas d'orifices, ils sont dégagés sur le reste des flancs coniques pour ne pas gêner la sortie du produit par l'orifice inferieur de sortie de la 1ère chambre N 7 (sept) Il sont constitués d'un secteur conique de 900 d'arc et l'angle au sommet du cône est bien sur de 900. L'arc de 900 du secteur conique, est conséquent à l'angle d'oscillation des manivelles qui lui aussi est de 900. Les orifices d'admission des chambres sont identiques en forme et dimension. DETERMINATION DE LA RELATION ENTRE (L) et (1) DESSIN N 2 Soit (L) la longueur de sortie des tiges des verins de distribution N016 et N025. Soit (1) la longueur des manivelles (longueur entre axes). Dans le triangle rectangle odo', le Sin de l'angle &alpha;/2 est égal à : D'où Sachant que &alpha; = 90 donc On peut dire que L > 1 DETERMINATION DE LA FORCE D'APPUI DES RESSORTS N 11 : Soit (S) la section des orifices tel que c'est représenté dans le dessin N03 de l'axe trompette N023. Quand les chambres sont fermées, le produit à refouler (dans la tubulure d'arrivée du produit de chaque chambre) exerce une pression sur les flancs coniques des axes trompettes qui obturent les orifices des chantres ccrrespcndantes. Cette pression est de~terminée par l'équation de BERNOULLI P = (P est la pression moyenne appliquée au centre de l'orifice) h = hauteur du volume du produit à partir de chaque orifice (centre e l'orifice) de chaque chambre jusqu'à la surface du produit G refouler dans sa resserve initial.(h est donc différent de la Aère à la 2ème chambre) La force qui s'ex@rce sur les flancs coniques des axes trompettes es : t P.S F a son point d'application qui est situé au 2/3 de la hauteur (dans le sens vertical) de l'orifice de la chambre. Cette force F est la résultante de deux autres forces, F1, et F2 exercées sur l'axe. F1 tend à le décoller de son siège et de rompre le contact. Elle est dirigée dans le sesns de l'axe horizontal. tend à faire fléchir l'axe trompette, elle est dirige verticalement. CT est donc Fl qui nous interesse. La force F a sa direction perpendiculaire aux flancs de l'axe (flancs coniques). Les flancs des axes trompettes ont leur angle au sommet de 900, ce qui nous donne on décomposant graphiquement la fbrce F un triangle rectangle isocèle dont|F|est l'hypoténuse. Donc |F| est égal ; d'où Donc la force d'appui du ressort N 11 doit être largement supérieur à|F1| .R zarques: 1 / - L'axe trompette N 08 du 1er groupe et l'axe trompette N 8 du 2e me groupe ont leur rainure de clavette décalées l'une de l'autre de 90 pour permettre le déphasage de moitié entre les deux lèves chambres des 2 groupes. 20/ - L'axe trompette N023 du 1er groupe et l'axe trompette N 23 du 2ème groupe ont leur rainure de clavette décalées l'une de l'autre de 90 d'angle pour permettre le déphasage de moitié entre les 2èmes chambres de deux groupes. 30/ - Les verins N 16 et N025 doivent être raccordés à leurs distribu- teur respectif de commande (B et C), par des flexibles et non par canalisation métallique du fait que pendant leur fonctionnement, ils engendrent des oscillations. 40/ - Les axes trompettes doivent subir pendant leur fabrications une opération finale de rodage dans le siège de leur chambre respective (c'est une opération dite de mariage), 50/ - Il y'a un rattrapage automatique car les ressorts N 11 du jeu causé par l'usure des axes trompettes et de leur siège pendant le fonction- nement. 6 / - L'étancheïté du système est parfaite et absolue. L'admission est isolée du circuit de refoulement, il admet des pressions d'utiliaticn les plus élevées quelque soit la nature du produit à refouler il ne comporte aucun joint dynamique et donc pas de fuite. (exepté le joint de piston). 7 / - Si le système est prévu pour le refoulement de produit prcrsentant une certaine polymerisation en cours de refoulement (Béton, certaines poudres ect....) il est recommandé de prévoir le montage du N 3 et du chapeau collecteur N017, à montage et démontage rapides ou ouvrants de façon à permettre le nettoyage à l'intérieur des chambres en fin de travaux. Leur forme (avant du piston N 3 et l'évasement du collecteur N 17) doit aussi être modifiée de façon à éviter les zones de turbulence ou poches pouvant gêner l'écoulement normal du produit. Les chambres aJ 7 et N 22 peuvent être prévues et usinées dans un même bloc solidaire, ou ers deux blocs assemblés. Dans ce dernier cas, l'un des deux blocs comportera toutes les chambres N 7 et le second bloc comportera les chambres N 22. LEGENDE DES PIECES (pour deux groupes) Nbre D é s i g n a t i o n 1 2Verin à double effet de commande des pistons ! 2 1 Butc--e d'actionnement des distributeurs (a) et (b) 3 2 Ensemble piston 4 2 Joint d'étancheïté 5 2 Joint d'étancheïté 6 1 Collecteur d'admission 7 2 Corp de chambre d'admission 8 2 | axe trompette de la 1ère chambre 9 2 i 10 4 Butée 11 4 Ressort d'appui 12 i 8 Ecrou et contre Ecrou 13 ! 8 Rondelle i 14 | 4 Clavette I 15 2 Manivelle de manoeuvre des axes N 8 16 1 Verin double effet de manoeuvre des axes N 8 17 2 Chapeau de refoulement 18 1 Collecteur de refoulement 19 2 Joint d'étancheïté 20 2 Joint d'étancheité ! 1 Chassi 22 2 Corp de chambre de refoulement (2ème chambre) I 23 2 X Axe trompette de la 2ème chambre I 24 2 | Manivelle de manoeuvre des axes N 23 25 1 | Verin à double effet d'actionnement des axes N 23 26 | 2 | Support intermédiaire entre verin et piston 27 2 Joint d'étancheïté 28 | 1 î Support de fixation des verins N016 et 25 29 2 Graisseur des axes N 23 30 2 Bielle intermédiaire entre lèr et 2ème groupe. R E V E N D I C A T I O N S 1/ - Système pendulaire pour le refoulement de produits caracterisé en ce qu'il comporte un ensemble de deux groupes jumelés dont chaque groupe est constitué de deux chambres ou corps N 7 et N22 comportant chacune un évidement intérieur conique (angle au sommet du cone de 90*) et sur lequel est prévu un orifice d'arrivée du produit dans la partie supérieure. La chambre N 7 comporte en plus de l'orifice d'arrivée du produit un autre orifice de sortie du produit dans sa partie inférieure de son évidement. A l'intérieur des chambres N 7 et N 22 sont logés respectivement les axes trompettes N 8 et 23 servant à ltouverture et à la fermuture des chambres correspondantes. Les deux chambres sont superposées et communiquent entre-elles par un orifice, Sur la partie avant de la chambre N07 est fixé l'ensemble piston et verin (N 3 et N 2) assurant l'admission et le refoulement du produit. Au devant de la chambre N22 est fixé un chapeau de refoulement N 17 servant au raccordement de la suite de la canalisation de refoulement. L'étancheité entre chambres, collecteurs et, chapeaux est obtenue par joints. Les axes N8 et 23 sont manoeuvrés respectivement par les verins N*16 et No25 par l'intermediaire de la manivelle N'1 5 et N24. Il sont maintenus en contact permanent dans leur siège respectif par les ressorts N11. L'effort d'appui des ressorts '11 est reglable par l'ensemble écrou et contre. écrou N 12. Les axes trompettes du 2ème groupe de refoulement sont manoeuvrés par les billes N-30 et montés de façon à avoir un déphasage de moitié entre les deux groupes dans leur distribution. L'ensemble de la commande de la distribution des verins donnant le cycle est reglementée par des distributeurs. Les deux groupes sont reliés par des collecteurs d'admission et de refoulement à deux branches. 2/ - Système de refoulement selon la revendication (1) caracterisé en ce que tous les éléments de commande sont prévus en version hydraulique. 3/ - Système de refoulement selon la revendication(1) ou la revendication (2) caracterisé en ce que le cycle est obtenu par des éléments de commandes équivalents reproduisant le même cycle de fonctionnement. (séquenseurs). 4 / - Système de refoulement selon l'une quelconque des revendications précé dentes caracterisé en ce que toutes les chambres (N 7 et N 22) sont prévues et usinées dans un même bloc solidaire. 50/ - Système de refoulement selon la revendication (1) ou la revendication (2) ou la revendication (3) caracterisé en ce que les chambres sont prévues et usinées dans deux blocs assemblés, l'un des deux blocs comportera toutes les chambres N07 et le second bloc comportera toutes les chambres N 22. 60/ - Système de refoulement selon l'une quelconque des revendications precédentes caracterisé en ce que l'ensemble verin et piston sont prévus à démontage et montage rapides. 70/ - Système de refoulement selon l'une quelconque des revendications précédentes caracterisé en ce que le chapeau N 17 est prévu à montage et démontage rapides.