Brevet FR2709981A1 — publié le 19950324

La présente invention est relative à un appareil de formation d'un courant gazeux chargé d'une quantité dosée d'un matériau en poudre et, plus particulièrement, à un tel appareil du type qui comprend a) un disque rotatif sensiblement horizontal creusé d'au moins une rainure de section constante au niveau de sa face supérieure, b) des moyens moteurs pour faire tourner le disque à une vitesse prédéterminée, c) une trémie pour alimenter la rainure avec le matériau en poudre et d) des moyens fixés au-dessus de la trajectoire de circulation de la rainure pour aspirer continûment le matériau en poudre contenu dans la rainure qui défile sous ces moyens et pour délivrer un courant gazeux chargé du matériau en poudre. On connaît des appareils de ce type, utilisé dans des applications faisant appel à un tel courant gazeux, tel que l'essai de filtres, la mesure de la granulométrie d'une poudre par des procédés optiques, la mesure d'autres caractéristiques ou propriétés de poudres telles que la section efficace de grains vis-à-vis d'un rayonnement à absorber, etc... On comprend qu'il faut alors utiliser un écoulement gazeux chargé d'une quantité de poudre dosée avec précision, ce que l'on obtient en disposant, dans l'appareil décrit cidessus, une rainure de section bien constante, défilant à vitesse constante prédéterminée au-dessous d'une trompe ou pipette d'aspiration qui vide continûment la rainure en débitant alors dans un courant gazeux une quantité de poudre fonction de la surface de section droite de la rainure et de la vitesse de rotation du disque. On notera encore que le fort cisaillement subi par la poudre lors de son aspiration assure une désagglomération efficace de celle-ci et donc un chargement du courant gazeux avec une poudre de granulométrie représentative de la granulométrie d'origine. Le dosage de la poudre dans le courant gazeux peut être faussé par des irrégularités de la section du cordon de poudre contenu dans la rainure. Si la géométrie de celle-ci peut être réglée avec précision par un usinage convenable du disque, tout débordement de poudre au-dessus de la surface de celui-ci crée de telles irrégularités. Pour éliminer ces débordements, on a pensé à disposer une lame racleuse souple, en appui contre la surface du disque au niveau de la rainure, pour araser le contenu de celle-ci. Malheureusement on a observé que le frottement continu de cette lame racleuse contre le cordon de poudre et les parties adjacentes du disque provoque à la longue une usure de la lame. Cette usure n'est d'ailleurs pas uniforme du fait que la lame ne frotte pas sur une surface de constitution homogène. L'usure entraîne une variation temporelle de la qualité de l'arasement ainsi que de la force de frottement exercée par la lame sur le disque et donc, en fin de compte, une variation temporelle de sa vitesse de rotation, toutes variations destructrices de la constance recherchée du chargement en poudre du courant gazeux. La présente invention a donc pour but de réaliser un appareil de formation d'un courant gazeux chargé d'une quantité dosée d'un matériau en poudre, du type décrit cidessus, perfectionné par l'invention de manière à assurer la constance de chargement évoquée ci-dessus. On atteint ce but de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un appareil de formation d'un courant gazeux chargé d'une quantité dosée d'un matériau en poudre comprenant, outre les moyens connus énoncés ci-dessus, une bague cylindrique de révolution d'axe sensiblement vertical, reposant par gravité sur le disque suivant un contour circulaire qui entoure la sortie de la trémie, de manière à araser la poudre qui remplit la rainure au niveau de la surface supérieure du disque et à évacuer la poudre excédentaire. La légèreté du frottement de cette bague sur le disque qui la supporte permet de réduire considérablement son usure et donc les conséquences de cette usure sur la constance du chargement en poudre du courant gazeux. Suivant une caractéristique avantageuse de l'appareil selon l'invention, le disque est creusé d'une deuxième rainure circulaire, parallèle à celle qui est alimentée en poudre par la trémie et agencée pour recevoir la poudre excédentaire enlevée par la bague cylindrique. La poudre ainsi récupérée peut ensuite être recyclée. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'appareil selon l'invention, celui-ci comprend des moyens de mise en rotation de la bague cylindrique de manière à faciliter l'écoulement de la poudre excédentaire vers la deuxième rainure. Suivant un mode de réalisation particulier de l'invention, ces moyens peuvent comprendre avantageusement deux galets fous agencés de manière à arrêter la bague cylindrique dans une position prédéterminée par rapport au disque, position dans laquelle elle tourne sur son axe sous l'effet de la rotation du disque. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue perspective de l'appareil suivant l'invention, - la figure 2 est une vue partielle, de dessus, du disque de l'appareil de la figure 1 et de certains organes qui lui sont associés, et - la figure 3 est une vue partielle en coupe de l'appareil suivant l'invention, prise suivant le trait de coupe III-III de la figure 2. I1 apparaît sur les figures que l'appareil selon l'invention comprend une base 1 supportant à rotation autour d'un axe sensiblement vertical, un disque 2 entraîné par un moteur 3 visible à travers un arrachement partiel de la base 1. La surface supérieure 2' du disque est creusée d'une rainure circulaire 4, de section rectangulaire constante par exemple, comme représenté plus visiblement sur la figure 3. Une potence 5 supporte une trémie fixe 6 au-dessus de la rainure 4, de manière que l'ouverture de sortie 7 de cette trémie (voir figure 3) soit immédiatement adjacente à la surface supérieure du disque, de préférence sans toucher celle-ci. Un matériau en poudre introduit dans la trémie 6 par des moyens non représentés, descend ainsi par gravité jusqu'à la surface supérieure 2' du disque 2 pour remplir la rainure 4. Une fraction de la poudre passe aussi entre l'ouverture de sortie 7 de la trémie 6 et la surface 2' du disque, dans l'espace ménagé avantageusement pour éviter tout frottement entre cette ouverture et le disque. Typiquement, et à titre illustratif seulement, cette poudre peut être constituée par des grains de dimensions comprises entre 1 et quelques micromètres. L'appareil comprend en outre des moyens d'alimentation en un gaz porteur, à charger continûment avec une quantité dosée de cette poudre. Ces moyens comprennent, par exemple, un raccord 8 à une source (non représentée) de gaz sous pression, de l'air par exemple, le gaz passant dans un filtre déshuileur 9, un manomètre détendeur 10 et un filtre déshumidificateur 11, placés en série dans cet ordre, en aval d'un conduit d'alimentation 12 d'une trompe ou pipette d'aspiration 13 disposée au droit de la trajectoire de défilement de la rainure 4 du disque 2, en aval de la trémie 6 en suivant le sens de rotation du disque repéré par la flèche F (voir figure 2). On comprend que la dépression créée classiquement dans une chambre à l'extrémité supérieure de la trompe 13 par l'air injecté par le conduit 12, provoque une aspiration de la poudre présente en face de l'extrémité basse de cette trompe, la poudre ainsi aspirée étant désagglomérée par le fort cisaillement qui lui est appliqué dans ladite chambre, puis refoulée dans un conduit de sortie 14 raccordé à un appareil d'exploitation (non représenté) par exemple un filtre dont on teste les capacités de filtrage, ou un appareil de mesure de caractéristiques diverses, mécaniques ou physiques par exemple, de la poudre contenue en quantité dosée dans le courant gazeux chargé de poudre qui sort du conduit 14. Suivant une caractéristique de la présente invention, pour araser le cordon de poudre contenu dans la rainure 4 avant que ce cordon n'atteigne la trompe d'aspiration 13, on dispose sur le disque 2 une bague cylindrique 15 de diamètre supérieur à celui de la trémie 6 (voir figure 3) et passée autour de celle-ci de manière à reposer librement, sous l'effet de son poids, sur la surface supérieure 2' du disque. La bague s'appuie sur le disque par sa base 16 biseautée comme représenté à la figure 3, pour limiter au minimum son frottement sur le disque 2. La bague 15 délimite ainsi, autour de l'ouverture 7 de la trémie, une enceinte qui retient la poudre issue de la trémie et s'échappant de celle-ci entre l'ouverture 7 et la surface supérieure 2' du disque 2. Cette surface et la base 16 de la bague 15 sont usinées de manière à présenter toutes deux une parfaite planéité et un excellent état de surface qui assurent l'étanchéité de leur aire circulaire de contact et donc le confinement de la poudre à l'intérieur de la bague. Suivant l'invention, la base 16 de la bague 15 arase ainsi précisément le cordon de poudre contenu dans la rainure, en passant sur celui-ci, l'excédent de poudre ainsi enlevé par la bague s'accumulant contre la face intérieure de la base 16 de la bague, avec la poudre qui s'échappe de l'ouverture 7 de la trémie. Ainsi la quantité de poudre contenue dans la rainure, là où celle-ci sort de dessous la trémie (point 17 de la figure 2), est parfaitement calibrée par la section rigoureusement rectangulaire du cordon de poudre contenu dans la rainure, rectangularité obtenue, à la face supérieure du disque, par l'arasage opéré par la base 16 de la bague 15. La bague 15 peut être réalisée en un matériau très léger, un alliage d'aluminium à faible coefficient de frottement sur le matériau constituant le disque par exemple, de manière à réduire au minimum le frottement à l'interface bague/disque, ce qui assure la pérennité de la bague et la suppression des inconvénients mentionnés cidessus dus à l'usure progressive de la lame racleuse utilisée dans la technique antérieure. Suivant une autre caractéristique de la présente invention, pour récupérer la poudre collectée par la bague 15, on prévoit sur le disque une deuxième rainure circulaire 18 parallèle à la première mais ne passant pas sous la trémie, alors qu'elle passe sous une partie de la bague 15 comme cela apparaît sur la figure 3. Ainsi la poudre qui s'accumule dans l'espace annulaire 19 intérieur à la bague 15, au-dessus de la surface 2' du disque, peut-elle se déverser dans la rainure 18. Celle-ci peut elle-même être vidangée à l'aide de moyens d'aspiration (non représentés) analogues à la trompe 13, en vue d'un recyclage par exemple. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, on facilite l'écoulement de la poudre excédentaire dans la rainure 18 de récupération, en disposant des moyens de mise en rotation de la bague, par exemple dans le sens de la flèche F1 de la figure 2. On comprend en effet que la poudre qui s'accumule contre la paroi intérieure de la bague est ainsi entraînée par frottement au droit de la rainure 18 où elle tombe par gravité. Pour ce faire, l'appareil comprend au moins un et, suivant le mode de réalisation préféré représenté à la figure 2, deux galets fous 20,21 d'axes verticaux, disposés de manière que la rotation du disque dans le sens de la flèche F applique la bague 15 contre ces galets, la bague restant à l'écart, intérieurement, de la paroi de la trémie 6. En disposant ces galets de manière que se développe sur la bague un couple d'entraînement en rotation, on obtient la mise en rotation recherchée dès que le disque est mis en route lors d'une utilisation de l'appareil. Une disposition des galets convenant à l'obtention de ce résultat, donnée seulement à titre d'exemple, consiste à les placer de part et d'autre d'une circonférence centrée sur l'axe du disque et passant par l'axe de la bague 15, comme représenté à la figure 2. Bien entendu la mise en rotation de la bague pourrait être obtenue par des moyens plus classiques, mais plus complexes, tels qu'une motorisation de la bague ou de ses galets d'appui. Outre la variation de la vitesse de rotation du disque 2, pour élargir la gamme des débits de poudre offerte par l'appareil suivant l'invention, on peut disposer sur le disque, au droit de la trémie, plusieurs autres rainures 4',4", etc... telles que celles représentées en trait interrompu à la figure 3, présentant des surfaces de sections droites différentes et, éventuellement, des formes différentes, en V par exemple. Dans cette variante, la trompe d'aspiration est montée mobile radialement de manière à pouvoir être fixée au droit de telle ou telle rainure. Pour empêcher une réagglomération éventuelle de la poudre dans la trémie, on peut y installer des moyens d'agitation motorisés, à palettes 22 par exemple, comme représenté sur la figure 3. Avantageusement, les palettes 22 arrivent jusqu'au disque pour éviter la formation de mottes de poudre sur celui-ci. Bien entendu, on choisit pour constituer les palettes un matériau particulièrement souple pour ne pas recréer, au niveau du disque, les problèmes de frottement et d'usure que l'invention vise à supprimer. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Ainsi la trémie pourrait être montée flottante sur le disque, comme la bague 15, dans la mesure où son poids n' interdirait pas cette disposition pour éviter des problèmes d'usure par frottement. Dans cette hypothèse la bague 15 pourrait même être solidaire de la trémie. De même, la rainure 18 de récupération pourrait être remplacée par une marche périphérique sur le disque, la poudre tombant alors sous le disque dans un bac de stockage éventuellement connecté à des moyens de recyclage de la poudre. REVENDICATIONS 1. Appareil de formation d'un courant gazeux chargé d'une quantité dosée d'un matériau en poudre, du type qui comprend a) un disque rotatif (2) sensiblement horizontal creusé d'au moins une rainure (4) de section constante au niveau de sa face supérieure (2'), b) de moyens moteurs (3) pour faire tourner le disque (2) à une vitesse prédéterminée, c) une trémie (6) pour alimenter la rainure avec le matériau en poudre et d) des moyens (13) fixés audessus de la trajectoire de circulation de la rainure (4) pour aspirer continûment le matériau en poudre contenu dans la rainure (4) qui défile sous ces moyens (13) et pour délivrer un courant gazeux chargé du matériau en poudre, caractérisé en ce qu'il comprend e) une bague (15) cylindrique de révolution d'axe sensiblement vertical, reposant par gravité sur le disque (2) suivant un contour circulaire qui entoure la sortie (7) de la trémie, de manière à araser la poudre qui remplit la rainure (4) au niveau de la surface supérieure (2') du disque et à évacuer la poudre excédentaire. 2. Appareil conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le disque est creusé d'une deuxième rainure (18) circulaire, parallèle à celle qui est alimentée en poudre par la trémie (6) et agencée pour recevoir la poudre excédentaire enlevée par la bague cylindrique (15). 3. Appareil conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (2,20,21) de mise en rotation de la bague cylindrique (15) de manière à faciliter l'écoulement de la poudre excédentaire vers la deuxième rainure (18). 4. Appareil conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de mise en rotation comprennent deux galets fous (20,21) d'axes verticaux agencés de manière que la rotation du disque (2) charge la bague cylindrique (15) contre ces galets en développant à leur contact des efforts tangentiels assurant la mise en rotation de la bague (15). 5. Appareil conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs rainures circulaires (4,4',4") parallèles, de sections droites différentes, alimentées en poudre par la trémie (6) et des moyens pour monter sélectivement les moyens d'aspiration (13) au-dessus de l'une ou l'autre de ces rainures. 6. Appareil conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que des moyens d'agitation (22) de la poudre sont montés dans la trémie (6) pour éviter la formation de mottes de poudre sur la surface du disque. 7. Appareil conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une potence (5) maintenant la sortie (7) de la trémie (6) dans une position fixe, adjacente au disque (2) mais sans contact avec celui-ci. 8. Appareil conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la trémie est montée flottante et s'appuie sur le disque par gravité. 9. Appareil conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que la bague cylindrique est solidaire de la trémie flottante.