Brevet FR2732238A1 — publié le 19961004

MELANGEUR A CUVE TOURNANTE L'invention concerne un mélangeur à cuve tournante. Plus particulièrement, l'invention concerne un mélangeur conique à vis et à cuve tournante. Un tel mélangeur est destiné au mélange de produits secs pulvérulents ou granulés, avec éventuellement incorporation de liquide pour l'humidification ou la formation de pâte de faible viscosité. On connait déjà des mélangeurs à cuve conique et à vis d'Archimède. Ce type de mélangeur comprend une cuve conique recevant le produit à mélanger (poudre ou produit pâteux). Le mélange des divers composants s'effectue par une vis d'Archimède (spire montée sur un tube support) à mouvement orbital. Ce mouvement orbital est obtenu par une motorisation centrale (simple ou double) et permet, d'une part, un déplacement circulaire de la vis d'Archimède le long de la circonférence interne de la cuve conique positionnant la vis successivement tangentiellement à chaque génératrice du cône, et d'autre part, une rotation de la vis sur elle même permettant de déplacer le produit en poudre de bas en haut et de réaliser ainsi le mélange. La mécanique de ces entraînements est complexe: axialement un premier arbre permet d'obtenir un mouvement circulaire lent autour du cône; toujours axialement, un second arbre traversant le premier arbre creux, permet par l'intermédiaire d'une transmission à pignon conique implantée dans le bras support de la vis, d'obtenir la rotation de la spire sur elle-même. Un premier objet de la présente invention est de proposer un mélangeur qui pallie les inconvénients ou limites de ceux connus de l'état de la technique. Un autre objet de la présente invention est de proposer un mélangeur dont les caractéristiques mécaniques 2 2732238 d'entraînement soient de constitution simple, et donc fiable. Un autre objet de la présente invention est de proposer un mélangeur dans lequel la combinaison des mouvements de rotation conduit à un effet multidirectionnel intéressant l'intégralité de la masse en mouvement permettant ainsi une très bonne homogénéisation et une parfaite dispersion des particules de produit. A cet effet, l'invention propose un mélangeur comportant une cuve conique munie dans sa partie supérieure d'un couvercle et présentant à sa partie inférieure une trappe de vidange, et au moins une vis de mélange entraînée en rotation par un premier motoréducteur, caractérisé en ce qu'il comprend un premier ensemble maintenu fixe, par rapport à un axe vertical, par solidarisation à un châssis associé à un support du mélangeur et un second ensemble pourvu d'un mouvement de rotation, par rapport audit axe vertical, par des moyens de rotation, ledit premier ensemble comprenant le couvercle de la cuve sur lequel est fixé la vis de mélange de manière que son axe de rotation soit parallèle à la paroi de la cuve conique, ledit second ensemble comprenant la cuve conique. Les moyens de rotation comprennent un premier élément solidaire de la cuve conique et mobile par rapport au châssis, un second élément solidaire du châssis et entraîné en rotation et un élément de liaison entre ledit premier élément et le châssis. L'invention concerne également un mélangeur comportant en combinaison les caractéristiques susmentionnées et décrites ci-après. Les autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante qui se réfère aux figures annexées 3 2732238 qui représentent un mode de réalisation préférentiel de l'invention et dans lesquelles: - la figure 1 est une vue schématique générale, de côté, d'un mélangeur conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue de face d'un mélangeur conforme à l'invention. La figure 1 représente un mélangeur conique à vis d'Archimède et à cuve tournante. Un tel mélangeur est destiné au mélange des produits secs pulvérulents ou granulés, avec éventuellement incorporation de liquide pour l'humidification ou la formation de pâte de faible viscosité. Le mélangeur comprend une cuve conique 1 munie dans sa partie supérieure d'un couvercle 2 et présentant à sa partie inférieure une trappe de vidange 3. Le couvercle 2 est muni d'un certain nombre d'orifices destinés par exemple à permettre l'alimentation de la cuve en produits à mélanger, au passage d'une pompe d'arrosage, au passage d'une ou plusieurs vis de mélange, au passage d'un ou plusieurs outils spéciaux destinés à améliorer la dispersion et l'homogénéisation de la masse à mélanger etc. Sur la figure 1 est représentée une seule vis de mélange 4 entraînée en rotation par un premier motoréducteur 5 mais il doit être entendu que le mélangeur selon l'invention peut comporter plusieurs vis de mélange 4 et notamment deux. Dans ce dernier cas, la première vis de mélange 4 peut avoir un filet de spire présentant un pas, c'est à dire la distance séparant deux spires consécutives, variable. En d'autres termes, le filet de la spire de la première vis de mélange 4 présente un certain nombre de pas d'une dimension x et un certain nombre de pas d'une dimension y avec x supérieur à y. La deuxième vis de mélange 4 peut comporter un filet de spire présentant la même configuration, sauf que les pas d'une dimension x de 4 2732238 la première vis de mélange 4 sont en regard des pas d'une dimension y de la deuxième vis de mélange 4 et, réciproquement. La différence de vitesse de déplacement du produit pulvérulent provoquée par les différences de dimension des pas des spires permet d'obtenir des mouvements de produits désordonnés et pluri-directionnels qui accélèrent et améliorent la vitesse et la qualité du mélange. Le mélangeur conforme à l'invention comprend (Figure 2) un premier ensemble maintenu fixe par rapport à un axe vertical 20 et un second ensemble pourvu d'un mouvement de rotation par rapport au même axe vertical 20. Le premier ensemble est maintenu fixe par solidarisation à un châssis associé à un support 7 du mélangeur. Ce premier ensemble comprend le couvercle 2 de la cuve 1 sur lequel est fixé la vis de mélange 4. Cette dernière est fixée sur le couvercle 2 de manière que son axe de rotation 18 soit parallèle à la paroi de la cuve conique 1 et que l'extrémité libre de sa spire affleure la trappe de vidange 3. Cette caractéristique est possible du fait de l'utilisation, dans le mélangeur de l'invention, d'une vanne à guillotine 14 à commande manuelle ou mécanisée comme moyen d'obturation de la trappe de vidange 5. Cette vanne à guillotine 14 est fixée sur le support 7 du mélangeur. Une vanne à boule peut être utilisée également. Pour assurer l'étanchéité entre la trappe de vidange et la vanne à guillotine 14 sont prévus un joint et une bride tournante. Sur la figure 1, le couvercle 2 de la cuve conique 1 et le châssis 6 sont d'un seul tenant mais il doit être entendu qu'une telle réalisation peut être remplacée par une autre, dès lors que le couvercle 2 est maintenu fixe par rapport à l'axe vertical 20. 2732238 Le second ensemble pourvu d'un mouvement de rotation par rapport à l'axe vertical 20 comprend notamment la cuve conique 1. La rotation de la cuve 1 est obtenue par un premier élément 8 solidaire de la cuve conique 1 et mobile par rapport au châssis 6, un second élément 9 qui lui est solidaire du châssis 6 et qui est entraîné en rotation et, enfin un élément de liaison 10 entre le premier élément 8 et le châssis 6. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, l'élément 8 est une couronne dentée comprenant un roulement à billes et qui est fixé sur la cuve 1. Cette couronne dentée 8 est maintenue perpendiculaire à l'axe de rotation 20 au moyen d'un portique comportant deux portants 12 associés au châssis 6. Le second élément 9, qui vient en coopération réciproque avec la couronne dentée 8, comprend au moins une roue dentée et/ou au moins un pignon ayant un axe de rotation 16 parallèle à l'axe vertical 20. Ce second élément 9, constitué d'un système d'engrenage est entraîné en rotation par un deuxième motoréducteur 11 fixé sur le châssis 6 ou le support 7 du mélangeur. Le système d'engrenages peut être de type hélicoïdaux, cylindrique, conique ou équivalent. L'élément de liaison 10 comprend au moins un roulement à billes. Une première partie 10a du roulement est fixée sur la cuve conique 1 ou sur la couronne dentée 8 et est usinée en zone d'entrée. L'autre partie 10b est fixée sur le chàssis 6 ou le support 7 du mélange. De tout ce qui précède, on comprend que la rotation du motoréducteur 11 entraîne via le système d'engrenage constitué par le pignon 9 et la couronne dentée 8 à roulements à billes, la rotation de la cuve conique 1. Pour assurer l'étanchéité entre la cuve conique 1 tournante et le couvercle 2 fixe est prévu selon 6 2732238 l'invention, un joint d'étanchéité 13 disposé tout le long de la circonférence de la cuve conique 1. 7 2732238 REVENDICATIONS 1. Mélangeur comportant une cuve conique munie dans sa partie supérieure d'un couvercle (2) et présentant à sa partie inférieure une trappe de vidange (3), et au moins une vis de mélange (4) entraînée en rotation par un premier motoréducteur (5), caractérisé en ce qu'il comprend un premier ensemble maintenu fixe, par rapport à un axe vertical (20), par solidarisation à un châssis (6) associé à un support (7) du mélangeur et un second ensemble pourvu d'un mouvement de rotation, par rapport audit axe vertical (20), par des moyens de rotation, ledit premier ensemble comprenant le couvercle (2) de la cuve (1) sur lequel est fixé la vis de mélange (4) de manière que son axe de rotation (18) soit parallèle à la paroi de la cuve conique (1), ledit second ensemble comprenant la cuve conique (1). 2. Mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de rotation comprennent un premier élément (8) solidaire de la cuve conique (1) et mobile par rapport au châssis (6), un second élément (9) solidaire du châssis (6) et entraîné en rotation et un élément de liaison (10) entre ledit premier élément (8) et le châssis (6). 3. Mélangeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier élément (8) est une couronne dentée. 4. Mélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couronne dentée (8) comprend un roulement à billes. 5. Mélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le second élément (9) comprend au moins une roue dentée et/ou un pignon ayant un axe de rotation (16) parallèle à l'axe (20) 8 2732238 6. Mélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le second élément (9) est entraîné en rotation par un deuxième motoréducteur (11) fixé sur le châssis (6) ou le support (7) du mélangeur. 7. Mélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément de liaison (10) comprend au moins un roulement à billes constitué d'une première partie (lOa) fixé sur le premier élément (8) ou sur la cuve (1) et usinée en zone d'entrée et d'une seconde partie (lOb) fixée sur le châssis (6) ou le support du mélangeur. 8. Mélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la trappe de vidange (5) est obturée par une vanne à guillotine (14). 9. Mélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il comprend entre la base de la cuve (1) et la vanne à guillotine (14) des moyens d'étanchéité (15) constitué notamment par un joint et une bride tournante. 10. Mélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce qu'il comprend un joint d'étanchéité (13) disposé entre la cuve (1) et le couvercle (2) fixe.