Brevet FR2720297A1 — publié le 19951201

" Machine de chargement à air soufflé pour préparer des mé- langes de matières solides ". La présente invention concerne une machine de chargement à air pulsé pour préparer des mélanges de matiè- res solides, notamment de charbon et d'autres minéraux, comportant une ou plusieurs chambres de chargement remplies d'un liquide séparateur, et dans lesquelles on stratifie un lit de chargement formé des matières solides à préparer, par le mouvement de soulèvement pulsé du liquide sépara- teur, pour stratifier suivant la densité des matières soli- des et dans lesquelles, pour soulever le lit de chargement, il y a au moins une chambre à air ouverte vers le bas, en dessous du lit de chargement et dont les conduites d'alimentation en air pulsé sont ouvertes et fermées pério- diquement par des soupapes La commande du mouvement de soulèvement pulsé du liquide de séparation se fait dans les machines de char- gement connues par la commande de l'air pulsé à l'aide des soupapes en ce qu'en alternance de l'air comprimé arrive dans la chambre à air à travers une soupape (soupape d'entrée) et cet air s'échappe de cette chambre à air à l'atmosphère à travers une autre soupape (soupape d'échappement). Ainsi, le document DE 23 52 789 décrit une ma- chine de chargement dont les chambres à air reçoivent de l'air comprimé (air pulsé) par l'intermédiaire d'une com- mande impulsionnelle électronique de soupape; les ouvertu- res des conduites d'air comprimé sont fermées et ouvertes par des soupapes à plateau. Comme il faut que des quantités d'air importan- tes traversent en un intervalle de temps court les ouvertu- res des conduites d'air comprimé, ces ouvertures et les plateaux de soupape associés sont de dimensions appro- priées; il en résulte qu'il faut exercer des efforts im- portants pour actionner les soupapes (ces efforts correspondent à la différence de pression entre l'air com- primé et l'air atmosphérique, multipliée par la surface des plateaux des soupapes); cela s'oppose à une régulation ou une commande en finesse des soupapes et nécessite des dis- positifs compliqués pour actionner les soupapes. La présente invention a pour but de créer une machine de chargement remédiant à de tels inconvénients et permettant d'assurer avec des moyens simples une régulation en finesse des soupapes. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de chargement du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que les soupapes sont des soupapes à deux plateaux munies d'une tige de guidage (12), centrale portant distants l'un de l'autre les plateaux de soupape (13, 14) de sorte que pour un mouvement de coulissement axial de la tige de gui- dage (12), un plateau de soupape (13) ouvre et ferme pério- diquement la conduite d'air pulsé (15) à partir de l'extérieur et l'autre plateau de soupape (14) ouvre et ferme périodiquement la conduite d'air pulsé (15) par l'intérieur. La réalisation selon l'invention des soupapes sous la forme de soupapes à deux plateaux, offre l'avantage que chaque soupape ferme ou ouvre simultanément deux ouver- tures des conduites d'air pulsé de sorte que par exemple pour un même débit d'air on peut donner de plus petites di- mensions à chaque ouverture dans la conduite d'air pulsé, et utiliser des plateaux de soupape de dimensions plus pe- tites, correspondantes. Mais il est également possible de conserver les dimensions des ouvertures ce qui permet par l'ouverture ou la fermeture simultanée de deux ouvertures, de fournir ou de laisser s'échapper des quantités d'air plus importantes directement après l'actionnement des sou- papes, dans la chambre à air ce qui donne un fonctionnement avec une élévation plus raide. Un autre avantage essentiel de l'invention ré- side dans la disposition des plateaux de soupape. Du fait que les deux plateaux de soupape soient reliés l'un à l'autre, à distance, par l'intermédiaire d'une barre de guidage, central, et qu'un plateau de soupape, ouvre par l'intérieur une ouverture de la conduite d'air pulsé ou la ferme et qu'en même temps le second plateau de soupape ou- vre ou ferme par l'extérieur la seconde ouverture de la conduite d'air pulsé, les pressions exercées sur les soupa- pes se compensent si bien qu'il suffit d'une force faible pour actionner les soupapes. Cette force peut ainsi être appliquée de l'extérieur par un vérin relié à la tige de guidage, à commande hydraulique ou pneumatique; il est particulièrement avantageux d'utiliser un vérin pneumatique car cela permet d'utiliser l'air comprimé, disponible (air pulsé) fourni par le ventilateur de travail. Comme il suffit de faibles forces pour action- ner la tige de guidage de la soupape, il est avantageuse- ment possible selon l'invention, de relier la tige de guidage à un moyen d'entraînement électromagnétique ou en- core qu'il constitue une partie d'un moyen d'entraînement électromagnétique ce qui permet d'actionner la soupape avec une inertie particulièrement réduite, de manière électri- que. Il est en outre possible selon l'invention d'associer à la tige de guidage, à l'une de ses extrémités ou aux deux extrémités, un moyen d'entraînement à membrane hydraulique ou pneumatique; dans le cas du fonctionnement pneumatique, on peut solliciter la membrane avec l'air pul- sé déjà existant. Suivant le choix du dispositif d'entraînement de la tige de guidage, il peut être nécessaire ou avanta- geux que les forces assurant l'ouverture ou la fermeture des soupapes soient d'importance différente. Suivant l'invention on réalise cela simplement en donnant des dimensions différentes aux ouvertures de la conduite d'air pulsé et aux plateaux de soupape, associés. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins dans lesquels: - la figure 1 est une coupe d'une soupape d'admission entraînée par un vérin, - la figure 2 est une coupe d'une soupape d'admission munie d'un entraînement à membrane. La figure 1 montre un réservoir d'air 11 ali- menté en air comprimé par une machine soufflante 10. Une conduite d'air pulsé 15 débouche dans le réservoir d'air 11; cette conduite est reliée à une chambre à air d'une machine de chargement (non représentée aux dessins). Deux ouvertures 23, 24 sont prévues face à face dans la conduite d'air pulsé 13 à l'intérieur du réservoir d'air 11; ces ouvertures sont fermées (dans la position représentée) par deux plateaux de soupape 13, 14. Les deux plateaux de soupape 13, 14 sont reliés à une tige de gui- dage 12 sortant du réservoir à air 11; cette tige est re- liée à un vérin 17 monté de manière étanche au gaz par des joints 21 sur le réservoir d'air 11. Le vérin 17 à fonctionnement pneumatique dans l'exemple représenté, est relié par des conduites 20 à une machine soufflante 19 et à une unité de commande 18 inter- médiaire. Il est également possible de supprimer la machine soufflante 19 et de relier le vérin 17 par une conduite 22 à la machine soufflante 10. Lorsque la machine de chargement fonctionne, la machine soufflante 10 fournit de l'air comprimé au réser- voir à air 11 et y maintient une pression utile P. Cette pression P agit de bas en haut, selon le dessin sur le pla- teau de soupape 14 qui se ferme vers l'intérieur; dans le cas du plateau de soupape 13 fermant par l'extérieur selon le dessin, cette pression agit de haut en bas; comme les deux plateaux de soupape sont reliés à une même tige de guidage 12, les pressions agissant sur les plateaux des soupapes se compensent ce qui permet de n'appliquer que des forces de décrochement très faibles; les plateaux de sou- pape 13, 14 peuvent se soulever de leur siège sous l'effet d'une force faible par le déplacement axial de la tige de guidage 12 pour libérer ainsi les ouvertures 23, 24. L'air comprimé est pulsé par la pression utile P régnant dans le réservoir d'air 11, vers la conduite d'air pulsé 15; cet air parcourt cette conduite comme air pulsé 16 en direction de la chambre à air. Les plateaux de soupape 13, 14 s'abaissent de nouveau à l'aide de la tige de guidage 12 contre les ouver- tures 23, 24 pour les fermer avec une force réduite, cor- respondante. L'air pulsé qui revient des chambres à air du fait du mouvement de soulèvement du fluide séparateur est évacué par d'autres soupapes, c'est-à-dire les soupapes d'échappement vers l'air atmosphérique. Ces soupapes d'échappement sont réalisées comme les soupapes d'admission, par exemple comme dans l'exemple représenté. Les avantages et les caractéristiques décrits s'appliquent de la même manière à ces soupapes. Dans le mode de réalisation d'une soupape d'admission représentée à la figure 2, la tige de guidage 12 est munie à son extrémité supérieure, d'une membrane 30 et à son extrémité inférieure, d'une membrane 25. Les mem- branes 30, 25 sont accrochées solidairement sur le côté du boîtier 28, 29; au milieu les membranes sont reliées à la tige de guidage 12. L'injection pulsée d'un fluide dans le boîtier 28, 29 (commandée par une unité de commande 18) soulève et abaisse les membranes 30, 25; ce mouvement est transmis à la tige de guidage. Par une unité 26, réglable prévue dans le boîtier supérieur 28 de la membrane, on règle de manière simple le point mort haut du mouvement d'ouverture de la tige de guidage 12. Dans l'exemple de réalisation représenté, le fluide qui est de l'air, est poussé par une machine souf- flante 19 par les conduites 27 dans les boîtiers à membrane 28, 29. On peut également prévoir une variante selon laquelle l'air est pris de la machine soufflante 10, exis- tante; on peut également utiliser un liquide comme fluide. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, les ouvertures 23, 24 de la conduite d'air pulsé 15 ainsi que les plateaux de soupape 13, 14 associés à ces ouvertu- res 23, 24 sont dimensionnés différemment (dans l'exemple de réalisation représenté, l'ouverture supérieure 24 est inférieure à l'ouverture inférieure 23). Cela permet avan- tageusement d'obtenir une pression résultante dans une di- rection prédéterminée; dans l'exemple représenté, le préréglage se fait dans le sens de l'ouverture. On a ainsi une influence positive sur la commande de la soupape. R E V E N D I C A T I O NS 1) Machine de chargement à air pulsé pour pré- parer des mélanges de matières solides, notamment de char- bon et d'autres minéraux, comportant une ou plusieurs chambres de chargement remplies d'un liquide séparateur, et dans lesquelles on stratifie un lit de chargement formé des matières solides à préparer, par le mouvement de soulève- ment pulsé du liquide séparateur, pour stratifier suivant la densité des matières solides et dans lesquelles, pour soulever le lit de chargement, il y a au moins une chambre à air ouverte vers le bas, en dessous du lit de chargement et dont les conduites d'alimentation en air pulsé sont ou- vertes et fermées périodiquement par des soupapes, machine caractérisée en ce que les soupapes sont des soupapes à deux plateaux munies d'une tige de guidage (12), centrale portant distants l'un de l'autre les plateaux de soupape (13, 14) de sorte que pour un mouvement de coulissement axial de la tige de guidage (12), un plateau de soupape (13) ouvre et ferme périodiquement la conduite d'air pulsé (15) à partir de l'extérieur et l'autre plateau de soupape (14) ouvre et ferme périodiquement la conduite d'air pulsé (15) par l'intérieur. 2) Machine de chargement à air pulsé selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tige de guidage (12) est reliée à un vérin (17) pour le coulissement axial, ce vérin fonctionnant de manière hydraulique ou pneumati- que. 3) Machine de chargement à air pulsé selon la revendication 2, caractérisée en ce que le vérin pneumati- que est relié par une conduite (22) à la machine soufflante (10). 4) Machine de chargement à air pulsé selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tige de guidage (12) fait partie d'un moyen d'entraînement électromagnéti- que. ) Machine de chargement à air pulsé selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tige de guidage (12) est reliée par une extrémité ou par les deux extrémi- tés, à un moyen d'entraînement à membrane (25, 30) fonc- tionnant de manière hydraulique ou pneumatique. 6) Machine de chargement à air pulsé selon la revendication 1, caractérisée en ce que les ouvertures (23, 24) et les plateaux de soupape (14, 13) correspondants ont des dimensions différentes.