Brevet FR2700759A1 — publié le 19940729

i La présente invention concerne une écluse à roue à palettes pour doser de la matière en vrac, comportant une roue à palettes tournant dans un carter et présentant des nervures radiales pour former des chambres pour la matière en vrac,5 une entrée supérieure pour la matière en vrac et une sortie inférieure pour la matière en vrac, la roue à palettes étant limitée latéralement par des couvercles de palier du carter de la roue à palettes et l'arbre de la roue à palettes étant monté, des deux côtés, au moyen d'un palier fixe respectif. Des matières en vrac peuvent être évacuées, de façon dosée, à l'aide d'écluses à roue à palettes généralement connues, d'un silo dans un espace de pression identique, supérieure ou inférieure, jusqu'à une pression différentielle d'environ 3,5 bars De plus, l'écluse à roue à palettes est constituée d'un carter cylindrique comportant une roue à palettes tournant dans celui-ci ayant un arbre horizontal et des nervures radiales de la roue à palettes pour former des chambres pour la matière en vrac (voir par exemple le brevet DE-2 363 505) La matière en vrac à évacuer par exemple d'un20 silo agencé au-dessus de l'écluse à roue à palettes est amenée dans les chambres de la roue à palettes par l'inter- médiaire d'une entrée supérieure de la matière en vrac et, après une rotation d'environ 1800, est évacuée, sur le dessous, par l'intermédiaire d'une sortie de la matière en25 vrac Dans la mesure o il existe entre l'entrée supérieure de la matière en vrac et la sortie inférieure de la matière en vrac, dans un conduit de transport, une différence de pression importante, celle-ci s'exerce comme charge de pression sur la roue à palettes S'il existe, par exemple,30 une différence de pression de 1 bar, on obtient, pour une écluse à roue à palettes ayant une taille de par exemple longueur x largeur = 500 x 500 mm, une charge sur l'arbre de la roue à palettes de par exemple 25 k N, ce qui entraîne une certaine flexion de l'arbre de la roue à palettes En raison de la flexion existante de l'arbre, le jeu de la roue à palettes dans son carter doit être prévu de façon corres- pondante, ce qui entraîne de fortes pertes d'air de fuite. Le jeu entre la roue à palettes et le carter de celle-ci doit être maintenu en conséquence aussi faible que possible, de l'ordre de grandeur de par exemple 0,1 mm à 0,2 mm, pour réduire au maximum les fuites d'air Cela est rendu très difficile lorsque la taille de l'écluse à roue à palettes croît, ainsi que du fait de différences de pression élevées, de réchauffements, pour des différences simultanées de matière entre la roue à palettes et le carter de celle-ci, ainsi que du fait de défauts de fabrication. Le jeu, déterminant la quantité des fuites d'air, entre la roue à palettes et le carter de celle-ci existe aussi bien sur l'enveloppe interne cylindrique entre la roue à palettes et son carter que sur les deux faces frontales planes entre la roue à palettes et les couvercles de palier Ce jeu latéral entre le couvercle de palier et la roue à palettes peut être augmenté en ce que la roue à palettes présente des plaques latérales qui ferment latéralement les chambres individuelles de la roue à palettes (voir le brevet DE-4 033 011) De telles plaques latérales sur la roue à palettes rotative présentent l'inconvénient que, à côté d'un coût constructif augmenté, une étanchéification supplémentaire entre les plaques latérales et les couvercles de palier latéraux est nécessaire Des salissures peuvent se déposer derrière une telle étanchéification, salissures qui ne sont que difficilement contrôlables. Une construction latéralement ouverte de la roue à palettes ne possède pas ces inconvénients Cependant, un inconvénient de cette construction est constitué par le jeu, créé laté- ralement sur le flasque, pour l'air de fuite La largeur du jeu entre la roue à palettes et le couvercle de palier dépend de plus, de façon décisive, de la dilatation longi- tudinale axiale de la roue à palettes elle-même ainsi que de la dilatation longitudinale axiale de l'arbre de la roue à palettes Une dilatation longitudinale des deux extrémités de l'arbre de la roue à palettes elles-mêmes peut être prise en compte en prévoyant un palier libre De plus, la distance relativement faible entre le logement des paliers de l'arbre de la roue à palettes et le plan de séparation entre la roue à palettes et le flasque, relativement à une dilatation longitudinale gênante, joue un faible rôle Au contraire, une dilatation longitudinale de la roue à palettes, bien plus longue, elle-même s'exerce de façon bien plus grave, en raison des fluctuations thermiques, pour des différences de matière simultanées entre la roue à palettes et le carter, ce qui entraîne que l'on doit prendre en compte, de façon correspondante, les jeux latéraux nécessaires entre la roue à palettes et les couvercles de palier latéraux. Par le brevet DE-4 113 738, on connaît une écluse à roue à palettes, qui présente une roue à palettes munie de plaques latérales Dans cette roue à palettes, un agencement d'étanchéité résistant à l'usure est obtenu entre les plaques latérales de la roue à palettes et les couvercles de palier respectifs du carter par une bague de remplissage montée de façon flottante, qui compense aussi bien la dilatation longitudinale axiale que la dilatation longitu- dinale radiale de la roue à palettes Un tel agencement ne permet pas une compensation de la dilatation longitudinale axiale de la roue à palettes dans le cas d'une roue à palettes latéralement ouverte. En conséquence, la présente invention a pour but de fournir une écluse à roue à palettes qui, même pour des tailles importantes et des différences de pression élevées entre l'entrée de la matière en vrac et la sortie de la matière en vrac, dans chaque état de service, permet également, dans les zones latérales de la roue à palettes, d'obtenir les jeux les plus faibles possibles. A cet effet, l'écluse à roue à palettes pour doser de la matière en vrac, du type indiqué ci-dessus, est remarquable, selon l'invention, en ce qu'au moins sur un côté du carter de la roue à palettes, est prévu un couvercle de palier axialement déplaçable dans le carter de la roue à palettes, dont la course dépend d'une modification de longueur de la roue à palettes. Avantageusement, la possibilité de déplacement axial du couvercle de palier est telle qu'une dilatation longitudi- nale maximale de l'arbre de la roue à palettes ou de la roue à palettes peut être compensée de façon dépendant d'une modification de longueur du carter de la roue à palettes. De préférence, le carter de la roue à palettes présente un premier couvercle latéral de palier, qui est vissé rigide- ment au carter de la roue à palettes et qui présente une bride de palier pour recevoir un palier fixe pour l'arbre de la roue à palettes. Selon une autre caractéristique de l'invention, le carter de la roue à palettes présente, sur le côté de la roue à palettes opposé au flasque solidaire du carter de la roue à palettes, un couvercle de palier axialement déplaçable dans le carter de la roue à palettes, lequel couvercle présente une bride de palier pour recevoir un palier fixe dans le couvercle de palier. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le couvercle de palier axialement mobile présente une section transversale périphérique en forme de U et est étanchéifié vis-à-vis du carter de la roue à palettes par un joint étanche périphérique. Selon une autre variante, le couvercle de palier axialement mobile est solidaire d'un bague de fermeture par l'intermé- diaire d'un moyen de sécurité en torsion réalisé sous forme de boulon ou analogue, bague qui est vissée au carter de la roue à palettes. Avantageusement, chaque couvercle de palier présente un agencement d'étanchéité dans le flasque entre la roue à palettes et l'agencement de palier. De préférence, entre l'agencement d'étanchéité et l'agence- ment de palier, il est prévu une ouverture de sortie menant vers l'extérieur, dans la zone inférieure de la bride de palier du couvercle de palier respectif. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, des deux côtés de la roue à palettes, il est prévu, à chaque fois, un couvercle de palier axialement déplaçable dans le carter de la roue à palettes. De préférence, la bague de fermeture prévue sur le couvercle de palier axialement déplaçable, pour relier le couvercle de palier au carter de la roue à palettes, est réalisée sous forme de bague d'appui qui appuie radialement la zone axiale libre du couvercle de palier au-dessus de l'agencement de palier respectif, une possibilité de déplacement axial du couvercle de palier étant fournie dans le palier radial. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'agencement d'étanchéité entre le couvercle de palier axialement déplaçable et le carter de la roue à palettes est réalisé de sorte que le joint étanche présente une bague de remplissage longitudinalement déplaçable avec joint élastique monté en aval. L'écluse à roue à palettes selon l'invention présente l'avantage, par rapport aux dispositifs connus, que le jeu dans le plan entre la roue à palettes et le couvercle de palier latéral peut être maintenu tres petit, largement indépendamment de la dilatation axiale de la roue à palettes à l'intérieur du carter de celle- ci Grâce à cela, les pertes d'air de fuite peuvent être maintenues très faibles également dans cette zone sans une fermeture latérale de la roue à palettes au moyen de plaques latérales séparées et, ainsi, le degré d'efficacité peut être maintenu très élevé. De plus, il est prévu, selon l'invention, que la dilatation radiale et, en particulier, la dilatation thermique de la roue à palettes à l'intérieur de son carter sont compensées par au moins un couvercle de palier latéral monté de façon flottante De plus, les paliers bilatéraux de l'arbre de la roue à palettes sont réalisés en tant que paliers fixes et un déplacement axial de toute la roue à palettes, y compris au moins un palier latéral, par rapport au carter de la roue, est possible Cela se produit en ce que le couvercle de palier latéral est déplaçable axialement au moins sur un côté de la roue à palettes dans son carter, c'est-à-dire qu'il est agencé de façon flottante. Dans un développement de l'invention, un tel agencement flottant du flasque latéral peut être effectué d'un côté ou des deux côtés de la roue à palettes. Le dimensionnement de l'ampleur de la possibilité de dépla- cement axial du couvercle de palier tient compte de la dilatation longitudinale des parties de la roue à palettes reliées au couvercle déplaçable Celles-ci peuvent être la zone des chambres de la roue à palettes elles-mêmes, ainsi que des zones d'arbre adjacentes. Le couvercle de palier latéral, axialement déplaçable, est réalisé en particulier sous forme de flasque à bride de palier intégrée pour le montage de l'arbre Cela vaut pour les deux fermetures latérales du carter de la roue à pa- lettes. Le flasque axialement mobile est étanchéifié vis-à-vis du carter fixe de la roue à palettes par l'intermédiaire d'un joint étanche périphérique, qui, le cas échéant, peut être réalisé sous forme d'une bague de remplissage flottante à joint étanche correspondant, comme cela est décrit dans le brevet DE-4 113 738. Le flasque axialement mobile présente, vis-à-vis du carter de la roue à palettes, un moyen de sécurité en torsion, qui est réalisé, par exemple, en tant que boulon de sécurité entre le flasque et une bague de palier supplémentaire. Pour empêcher l'influence d'un couple sur le palier dans le flasque, cette bague d'appui peut être elle-même réalisée en tant que palier d'appui, qui entoure, en appui, de façon radiale, le flasque axialement déplaçable avec la bride de palier. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 montre un premier exemple de réalisation pour une écluse à roues à palettes comportant un flasque axialement mobile unilatéral. La figure la montre l'exemple de réalisation selon la figure 1 comportant une bague d'appui pour l'appui radial du flasque déplaçable. La figure 2 représente une écluse à roue à palettes com- portant deux flasques latéraux axialement déplaçables. La figure 2 a montre la forme de réalisation selon la figure 2 avec des bagues d'appui à chaque fois latéralement agencées pour l'appui radial des flasques déplaçables. L'écluse 1 à roue à palettes, représentée sur les figures 1, la ainsi que 2, 2 a, est constituée d'un carter cylindrique 2 comportant une roue à palettes 3 qui s'y trouve, ayant un arbre horizontal 4 Sur l'arbre 4 de la roue à palettes, ou arbre moteur, sont agencées des palettes ou ailettes ra- diales 5 qui forment les chambres pour la matière en vrac à10 transporter Dans la zone supérieure de l'écluse à roue à palettes 1, se trouve une entrée 6 pour la matière en vrac, dans la zone inférieure une sortie 6 ' pour la matière en vrac L'entrée 6 pour la matière en vrac peut être reliée à un silo sus- jacent non représenté en détail pour la matière15 en vrac La sortie inférieure 6 ' pour la matière en vrac est reliée, par exemple, à un conduit de transport non repre- senté en détail pour la matière en vrac évacuée de l'écluse à roue à palettes. La roue à palettes 3 montée dans le carter cylindrique 2 est limitée latéralement par, à chaque fois, un couvercle de palier 7, 8, chaque couvercle de palier présentant une bride axiale 9, 10, qui sert à recevoir un palier 11, 12 Les couvercles de palier avec les brides forment un flasque latéral Les brides latérales 9, 10 sont limitées,25 axialement, par un couvercle de fermeture 13, 14, le cou- vercle de fermeture 13 étant ouvert pour le passage d'un bout d'arbre 15, tandis que, au moyen du couvercle de fermeture 14, le logement de palier 12 peut être fermé latéralement Le bout d'arbre 15 sert à l'entraînement de la roue à palettes 3. Entre la roue à palettes 3 et les paliers 11, 12, se trouvent, dans le flasque 7, 8, des joints étanches 16, 17 pour l'arbre, qui doivent empêcher une sortie de la matière en vrac des chambres de l'écluse à roue à palettes vers les paliers 11, 12 Un défaut d'étanchéité quelconque de ces joints étanches 16, 17 peut être reconnu par des orifices de sortie sous-jacents 18 qui se trouvent entre les joints étanches et les paliers et par lesquels sort, le cas échéant, de la matière lorsqu'il existe un défaut d'étan- chéité. La roue à palettes 3 est ouverte sur ses deux faces fron- tales latérales 19, 20, c'est-à-dire qu'elle n'est pas équipée de plaques latérales, de sorte qu'un jeu déterminé 21, 22 ayant une largeur sl, S 2 est formé entre le plan frontal à chaque fois latéral 19, 20 de la roue à palettes 3 et la surface latérale à chaque fois adjacente 23, 24 du couvercle de palier adjacent 7, 8. L'invention prévoit une réduction de ces jeux latéraux 21, 22. Dans l'exemple de réalisation selon les figures 1, la, le flasque gauche 7 en forme de L est réalisé de façon usuelle, le couvercle de palier latéral étant relié, par l'intermé- diaire d'une liaison à vis 25, au carter cylindrique 2 de la roue à palettes. L'invention résulte de la constatation que différentes dilatations longitudinales s'exercent sur l'écluse à roue à palettes 1 Une influence de la température de l'écluse à roue à palettes 1 en totalité et en particulier de la roue à palettes 3 provoque, en raison des différentes températures et matières, une dilatation longitudinale de l'arbre 4 de la roue à palettes y compris des chambres correspondantes de la roue à palettes avec les ailettes ou palettes radiales 530 dans le segment désigné par l sur la figure 1 à l'intérieur du carter de la roue à palettes Comme les deux paliers 11, 12 sont réalisés sous forme de paliers fixes sur l'arbre 4 de la roue à palettes, on doit s'attendre à une dilatation longitudinale supplémentaire de l'arbre 4 de la roue à palettes dans les deux tronçons d'arbre 27, 28 avec les longueurs 12 131 qui se trouvent latéralement entre les paliers respectifs 11, 12 et les jeux 21, 22 Comme on le voit à partir de la figure 1, le tronçon d'arbre 27 de longueur 12 peut être, par exemple, maintenu petit du fait que le palier gauche d'arbre 11 est étroitement adjacent à la roue à palettes 3, de sorte qu'une dilatation axiale de ce tronçon d'arbre 27 est relativement faible Bien entendu, chaque dilatation longitudinale du tronçon d'arbre 27 entraîne une augmentation du jeu 21 de dimension sl. Une dilatation longitudinale critique relativement aux jeux latéraux se produit du fait d'une dilatation longitudinale de la roue à palettes 3 sur la longueur relativement grande 1 l Cette dilatation longitudinale doit être prise en compte, dans le cas de flasques stationnaires 7, 8, par des jeux latéraux de dimension correspondante. Selon l'invention, dans l'exemple de réalisation selon les figures 1, la, le flasque 8 représenté sur le côté droit est réalisé en tant que flasque axialement mobile, c'est-à-dire que le flasque 8 se déplace comme un piston mobile à l'in- térieur du carter cylindrique 2 de la roue à palettes, la surface de déplacement périphérique ou surface de glissement étant désignée par la référence numérique 29 De plus, le flasque 8 peut se déplacer dans un jeu prévu 30 de largeur s 3, axialement à l'intérieur du carter de la roue à pa- lettes, autant que cela est nécessaire pour compenser la dilatation longitudinale nécessaire de tous les éléments concernés Cette direction de déplacement latéral est désignée par la flèche 31. La roue à palettes 3 est montée, par l'intermédiaire de l'arbre 4, sur le bout d'arbre correspondant 32 au moyen du palier fixe 12 dans la bride axiale 10 du flasque 8 De plus, le flasque 8 présente une section transversale péri- phérique en forme de U comportant une branche médiane (bride axiale 10), une branche de liaison s'étendant radialement 5 33, et une branche d'appui 34 s'étendant de façon parallèle à l'axe Cette branche d'appui 34 forme, sur sa surface d'enveloppe périphérique externe, la surface de déplacement 29 Le carter cylindrique 2 de la roue à palettes présente ainsi un diamètre interne di qui correspond au diamètre externe da de la roue à palettes 3, le diamètre externe du flasque 8 correspondant au diamètre interne di du carter de la roue à palettes Ainsi, la roue à palettes peut effectuer avec le flasque 8 qui s'y raccorde un déplacement longitu- dinal axial à l'intérieur du carter de la roue à palettes de15 façon analogue à un piston Entre le carter 2 de la roue à palettes et la branche d'appui externe 34, est prévu un agencement d'étanchéité 35 qui peut être réalisé de façon analogue à l'agencement d'étanchéité décrit dans le brevet DE-4 113 738. Une sécurité contre un entraînement en rotation par l'in- termédiaire de la bague externe du roulement à billes 12 est obtenue pour le flasque 8 par un boulon de sécurité 36 qui est maintenu dans une bague de fermeture 37, laquelle est reliée au carter 2 par l'intermédiaire d'une liaison à vis25 26 Entre la bague de fermeture 37 et le flasque 8, il est prévu le jeu nécessaire 30 de largeur S 3 pour un déplacement longitudinal du flasque 8. L'exemple de réalisation selon la figure la se différencie de celui selon la figure 1 simplement en ce que la bague de30 fermeture 37 conserve une fonction de palier, c'est-à-dire qu'elle est réalisée en tant que bague d'appui 37 ' Pour obtenir un montage pratiquement sans couple du flasque 8, la bague de fermeture 37 représentée sur la figure 1 est prolongée radialement vers l'intérieur, de sorte qu'elle appuie radialement, en tant que bague d'appui 37 ', la bride axiale 10 directement dans la zone du palier 12 Cette position du palier est désignée sur la figure la par la référence numérique 38, un palier à glissement 39 étant 5 prévu pour un mouvement axial du flasque 8. Les exemples de réalisation selon les figures 2, 2 a sont, relativement à la moitié droite respective des figures, c'est-à-dire à droite de la ligne centrale de symétrie 40, réalisés de façon identique aux exemples de réalisation10 selon les figures 1, la. A la place du flasque fixe 7 en forme de L sur les figures 1, la, dans l'exemple de réalisation selon les figures 2, 2 a, la moitié de l'écluse à roue à palettes agencée à gauche de la ligne centrale de symétrie 40 est également réalisée de façon identique à la moitié droite, c'est-à- dire qu'il se trouve également, sur la moitié gauche de l'écluse à roue à palettes, un flasque axialement déplaçable 8 ' ayant la même construction que dans la moitié droite respective des figures Jusqu'au bout d'arbre 15 avec la sortie correspon-20 dante du flasque, l'agencement selon les figures 2, 2 a est ainsi symétrique par rapport à l'axe central longitudinal ou au plan central longitudinal 40 En conséquence, on fait explicitement référence à la description correspondante de la moitié respective droite des figures sur les figures 1,25 la. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits Elle comporte plutôt également tous les développements et compléments à la portée de l'homme du métier dans le cadre de l'idée inventive. REVENDICATIONS 1 Ecluse à roue à palettes pour doser de la matière en vrac, comportant une roue à palettes tournant dans un carter et présentant des nervures radiales pour former des chambres pour la matière en vrac, une entrée supérieure pour la matière en vrac et une sortie inférieure pour la matière en vrac, la roue à palettes étant limitée latéralement par des couvercles de palier du carter de la roue à palettes et l'arbre de la roue à palettes étant monté, des deux côtés, au moyen d'un palier fixe respectif, caractérisée en ce qu'au moins sur un côté du carter ( 2) de la roue à palettes ( 3), est prévu un couvercle de palier axialement déplaçable ( 8,8 ') dans le carter ( 2) de la roue à palettes ( 3), dont la course dépend d'une modification de longueur de la roue à palettes ( 3). 2 Ecluse à roue à palettes selon la revendication 1, caractérisée en ce que la possibilité de déplacement axial du couvercle de palier est telle qu'une dilatation longitu- dinale maximale de l'arbre ( 4) de la roue à palettes ou de la roue à palettes ( 3) peut être compensée de façon dé- pendant d'une modification de longueur du carter ( 2) de la roue à palettes. 3 Ecluse à roue à palettes selon la revendication l ou la revendication 2, caractérisée en ce que le carter ( 2) de la roue à palettes présente un premier couvercle latéral de palier ( 7), qui est vissé rigidement au carter de la roue à palettes et qui présente une bride de palier ( 9) pour recevoir un palier fixe ( 11) pour l'arbre ( 4) de la roue à palettes. 4 Ecluse à roue à palettes selon la revendication 3, caractérisée en ce que le carter ( 2) de la roue à palettes présente, sur le côté de la roue à palettes opposé au flasque ( 7) solidaire du carter de la roue à palettes, un couvercle de palier ( 8) axialement déplaçable dans le carter ( 2) de la roue à palettes, lequel couvercle présente une bride de palier ( 10) pour recevoir un palier fixe ( 12) dans le couvercle de palier ( 8). Ecluse à roue à palettes selon la revendication 4, caractérisée en ce que le couvercle de palier ( 8) axialement mobile présente une section transversale périphérique en forme de U et est étanchéifié vis-à-vis du carter ( 2) de la10 roue à palettes par un joint étanche périphérique ( 35). 6 Ecluse à roue à palettes selon la revendication 4, caractérisée en ce que le couvercle de palier ( 8) axialement mobile est solidaire d'un bague de fermeture ( 37) par l'intermédiaire d'un moyen de sécurité en torsion réalisé sous forme de boulon ( 36) ou analogue, bague qui est vissée au carter ( 2) de la roue à palettes. 7 Ecluse à roue à palettes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque couvercle de palier ( 7,8) présente un agencement d'étanchéité ( 16,17) dans le flasque entre la roue à palettes ( 3) et l'agencement de palier ( 11,12). 8 Ecluse à roue à palettes selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'entre l'agencement d'étanchéité ( 16,17) et l'agencement de palier ( 11,12), il est prévu une ouverture de sortie ( 18) menant vers l'extérieur, dans la zone inférieure de la bride de palier ( 9,10) du couvercle de palier respectif ( 7,8). 9 Ecluse à roue à palettes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, des deux côtés de la roue à palettes ( 3), il est prévu, à chaque fois, un couvercle de palier ( 8,8 ') axialement déplaçable dans le carter ( 2) de la roue à palettes. Ecluse à roue à palettes selon la revendication 6, caractérisée en ce que la bague de fermeture ( 37) prévue sur le couvercle de palier ( 8,8 ') axialement déplaçable, pour10 relier le couvercle de palier ( 8,8 ') au carter ( 2) de la roue à palettes, est réalisée sous forme de bague d'appui ( 37 ') qui appuie radialement la zone axiale libre du cou- vercle de palier ( 8,8 ') au-dessus de l'agencement de palier respectif ( 11,12), une possibilité de déplacement axial du15 couvercle de palier ( 8,8 ') étant fournie dans le palier radial ( 39). 11 Ecluse à roue à palettes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'agencement d'étanchéité ( 35) entre20 le couvercle de palier axialement déplaçable et le carter ( 2) de la roue à palettes est réalisé de sorte que le joint étanche présente une bague de remplissage longitudinalement déplaçable avec joint élastique monté en aval.