Brevet FR2850879A1 — publié le 20040813

SYSTEME DE BRASSAGE DE POUDRE L'invention se rapporte à l'amélioration d'un réacteur de traitement de surface de poudre et, plus 5 particulièrement, à l'amélioration du système mélangeur de la poudre. Parmi les systèmes de brassage utilisés dans les réacteurs de traitement de poudre, on peut citer le tambour rotatif ou le plateau vibrant. Ces dispositifs de 10 l'art antérieur présentent un certain nombre d'inconvénients majeurs, tels que la formation de poussières lors de la mise en rotation ou en vibration de la charge, l'inhomogénéité du traitement lui-même provoquée par l'interposition de divers écrans entre la 15 source de traitement (par exemple, une électrode) et la charge, le manque d'adaptation des systèmes de l'art antérieur à un grand nombre de réacteurs et le faible volume de la charge à traiter. La présente invention apporte des solutions aux 20 problèmes susdits de l'art antérieur. La présente invention est relative à un réacteur de traitement de surface de poudre, ledit traitement de surface mettant en oeuvre au moins une source de traitement ponctuelle de type radiant, comportant un 25 système mélangeur caractérisé en ce que ledit système comporte: - un panier circulaire contenant la poudre à traiter, - au moins une aile de brassage, constituée d'une roue à aubes à axe horizontal en rotation par rapport au 30 panier selon deux axes: l'axe du panier et l'axe horizontal. - au moins une pale de lissage en rotation par rapport au panier selon l'axe du panier. Le réacteur selon l'invention présente l'avantage d'exposer à la source la totalité de la charge à traiter en toute uniformité. En effet, la présence de(s) aile(s) 5 de lissage permet de conserver la planéité de la charge à traiter, et celle de(s) pale(s) de brassage permet d'exposer avec la même pertinence de chacun de grains de la charge à traiter, le tout en évitant au maximum la présence d'éventuel écran entre la source et la charge. Plus particulièrement, la roue à aubes de l'aile de brassage du réacteur selon l'invention comporte au moins deux pales en forme d'ailettes de section en arc de cercle dont l'extrémité distale est amincie, cette extrémité arrivant tangentiellement au contact de la 15 surface du panier. Une telle aile de brassage permet de supprimer toute projection de la matière et d'éviter l'érosion de la charge lors du brassage. Pour un fonctionnement optimum, lors du chargement 20 du réacteur, le niveau de la poudre à traiter ne doit pas dépasser le niveau de l'axe de l'aile de brassage. De manière avantageuse, la pale de lissage a une forme semi-parabolique afin d'éviter l'accumulation de charges sur les bord du panier. Pour un fonctionnement optimum, lors du chargement du réacteur, le niveau bas de(s) pale(s) de lissage doit se trouver au niveau haut de la couche de poudre à traiter. Selon un mode de réalisation préférentiel, le 30 réacteur selon l'invention est caractérisé en ce que le panier est en rotation au tour de son axe, au moyen d'un engrenage situé sur la surface extérieur du rebord du panier et relié à un moteur; la (ou les) aile(s) de brassage et pale(s) de lissages étant solidaire(s) l' (les) une(s) de(s) 1' autre(s) par l'intermédiaire d'un cerclage périphérique, l'ensemble aile(s)-pale(s) cerclage étant placé à l'intérieur du panier et étant 5 fixe par rapport au réacteur, un second moyen d'engrenage situé sur la surface intérieure du rebord du panier permettant l'entraînement de la roue à aubes de(s) l'aile(s) de brassage. Le cerclage permet d'éviter à la charge d'atteindre 10 le système d'engrenages. L'intérêt du système mélangeur est qu'il est adaptable à un très grand nombre de réacteurs et qu'il présente une capacité de traitement très importante. Le réacteur selon l'invention est particulièrement 15 adapté pour le traitement de poudre lorsque celui-ci met en oeuvre une source de traitement ponctuelle de type électrode, en particulier pour un traitement de type activation de surface des poudres, préférentiellement métallisation de charbon actif. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'un mode préféré de réalisation en relation avec les figures dans lesquelles: La figure 1 représente une vue en perspective du montage du système de brassage sur la base du réacteur. La figure 2 représente une vue en perspective du montage d'un mode de réalisation du système de brassage. La figure 3 représente des détails des pales de lissage de l'invention. La figure 4 représente des détails de l'ailette de 30 brassage de l'invention. La figure 5 représente les différents mouvements mis en oeuvre lors du fonctionnement de l'invention. DESCRIPTION DU MODE PREFERE DE REALISATION DE L'INVENTION Le système de brassage est composé comme suit. Un panier 1, représenté dans les figures 1 et 2, de forme circulaire, contient le matériau à traiter. Le panier 1 est animé d'un mouvement de rotation par rapport à la base 2 qui correspond à la partie inférieure du réacteur. Le mouvement de rotation est commandé par un engrenage 3 situé à la périphérie extérieure basse du panier et coopérant avec un axe de moteur 4, présent à l'extérieur de l'enceinte du réacteur. Cette rotation s'effectue autour de l'axe vertical VV' du système. Pour 15 ce faire, le panier est posé sur une série, non représentée, de roulements à billes ou à aiguilles disposée à l'intérieur d'un support central 7 de telle façon que le panier soit centré par l'ensemble ailette de brassage-pale de lissage, décrit ci-dessous. Le panier dispose donc d'un degré de liberté par rapport à la base. La figure 2 met en évidence un second engrenage 5 situé sur la surface intérieure du bord supérieur du panier 1 qui coopérera avec la rotation du panier pour mettre en rotation les ailettes de brassage 25 autour d'un axe longitudinal. On notera que toutes les sorties de l'enceinte, telles que celles liées au moteur extérieur, sont isolées électriquement et équipées de joint à double paroi pompée. Une pale de lissage 6 ou, de préférence, deux pales de lissage comme dans les figures 1 et 2, sont rendues solidaires du support central 7 et restent donc fixes par rapport à la chambre de réaction. A ces pales est fixée une paroi interne de protection (cerclage) 8 qui permet d'éviter que la poudre à traiter ne se dépose sur les engrenages. Chaque pale de lissage présente une forme semi5 parabolique, telle que représentée dans la figure 3, tout à fait appropriée pour que la poudre à traiter 9 ne puisse pas s'accumuler sur les bords du panier en raison de la force centrifuge exercée lors de la rotation. Ce lissage uniformise sur une grande surface la couche de 10 matériau à traiter et en conserve la planéité. Dans ces conditions, le niveau bas de la pale de lissage doit correspondre au niveau haut de la charge à traiter. Une double ailette de brassage 9 ou, de préférence, 15 comme dans les figures 1, 2 et 4, deux ailettes doubles constituent, chacune, une roue à deux aubes. Chaque roue tourne autour de son axe horizontal XX' et ce mouvement est commandé de la façon suivante. L'axe XX' porte dans un plan perpendiculaire à ce 20 dernier un engrenage au niveau de son extrémité voisine de la paroi circulaire du panier et situé entre celle-ci et le cerclage de protection. Cet engrenage coopère avec le second engrenage 5 porté par le panier sur son bord interne supérieur pour entraîner les ailettes de brassage 25 en rotation lorsque le panier tourne lui-même autour de l'axe vertical du système. L'autre extrémité de l'axe des ailettes de brassage est fixée sur le support central comme chaque pale de lissage. Les ailettes de brassage sont, en conséquence, 30 maintenues entre le support central et la paroi interne de protection. La section des ailettes, particulièrement visible sur la figure 4, présente une forme d'arc de cercle, l'épaisseur de la paroi de l'ailette s'amincissant régulièrement en se dirigeant vers l'extrémité distale 10 de l'ailette. De plus, lors de la rotation, cette extrémité de 5 plus faible épaisseur arrive tangentiellement à la partie inférieure du panier. Une telle caractéristique associée à une vitesse de rotation appropriée permet de soulever délicatement la poudre à traiter sans l'agiter, de qui évite la formation de poussière, l'érosion des particules 10 de la poudre et, en conséquence, tout risque de phénomène d'arc électrique. Procédé de fonctionnement La charge est placée à l'intérieur du panier 1, de 15 façon homogène, en vérifiant que le niveau ne dépasse pas le bas de l'axe de rotation XX' des ailettes de brassage (quelques millimètres sous le milieu de l'ailette). Lors du cycle, le moteur extérieur entraîne l'engrenage porté par son axe 4 et fait tourner le 20 panier. En tournant, ce dernier met en rotation les ailettes de brassage 9 et la charge à traiter. Lors de la rotation de cette charge, les différences de niveaux dues au brassage sont égalisées par les pales de lissage. Durant tout le cycle, la charge est retournée 25 délicatement et exposée à la source de traitement, par exemple, une cathode dans le cas d'un réacteur à plasma. En fin de cycle, il suffit de retirer le panier et d'extraire la poudre traitée. REVENDICATIONS 1. Réacteur de traitement de surface de poudre, ledit traitement de surface mettant en oeuvre au moins une 5 source de traitement ponctuelle de type radiant, comportant un système de brassage caractérisé en ce que ledit système comporte: - un panier circulaire (1) contenant de la poudre à traiter (11); - au moins une aile de brassage (9) constituée d'une roue à aubes à axe horizontal en rotation par rapport au panier selon deux axes: l'axe du panier et l'axe horizontal (XX'); - au moins une pale de lissage (6) en rotation par 15 rapport au panier selon l'axe du panier. 2. Réacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la roue à aubes comporte au moins deux pales en forme d'ailettes, de section en arc de cercle dont l'extrémité 20 distale (10) est amincie, cette extrémité arrivant tangentiellement au contact de la surface du panier. 3. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pale de lissage (6) 25 a une forme semiparabolique. 4. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le panier est en rotation autour de son axe (VV'), au moyen d'un engrenage 30 (3) situé sur la surface extérieure du rebord du panier (1) et relié à un moteur (4) ; la (ou les) aile(s) de brassage et pale(s) de lissage étant solidaire(s) 1' (les) une(s) de(s) autre(s) par l'intermédiaire d'un cerclage périphérique (8), l'ensemble aile(s)-pale(s) cerclage étant placé à l'intérieur du panier et étant fixe par rapport au réacteur, un second moyen d'engrenage (5) situé à la surface intérieure du rebord du panier 5 permettant l'entraînement en rotation de(s) la roue à aubes de l'aile(s) de brassage (9). 5. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source de 10 traitement ponctuelle est une électrode. 6. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le traitement est une activation de surface des poudres. 15 7. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le traitement est la métallisation de poudres.