Brevet FR2892047A1 — publié le 20070420

Dispositif de préparation d'un mélange d'agrégats et de ciment Domaine technique de l'invention L'invention concerne un dispositif de préparation d'un mélange d'agrégats et de ciment, notamment pour l'élaboration de béton ou de mortier, comportant un châssis rigide supportant : un malaxeur alimenté par des moyens d'alimentation déversant par gravité 10 les produits nécessaires audit mélange de manière régulée, une zone de distribution du mélange préparé, aménagée dans la partie haute du châssis, et des moyens de transfert du mélange préparé jusqu'à la zone de distribution. État de la technique Dans la plupart des dispositifs connus, les moyens d'alimentation et le malaxeur sont disposés en ligne. Les moyens d'alimentation comportent classiquement 20 des trémies de stockage, dont l'orifice d'évacuation est connecté au malaxeur par des dispositifs de transfert pour délivrer en proportions variables les produits à mélanger. Ces produits sont principalement des matériaux pulvérulents comme le sable, la chaux, le ciment, des agrégats comme du gravier de granulométrie variable. De l'eau et éventuellement des additifs sont rajoutés 25 dans le malaxeur. Les dispositifs de transfert se présentent couramment sous la forme d'une vis sans fin servant à l'entraînement, ladite vis étant enfermée dans un tunnel de guidage débouchant aux extrémités. Les produits sont déversés en sortie du tunnel dans le malaxeur qui comporte à cet effet une cuve cylindrique rotative selon un axe horizontal, et présentant un orifice d'admission dans une 15 première paroi latérale. L'autre paroi latérale de la cuve comporte un orifice d'évacuation du mélange préparé pour le déversement dans une benne mobile. La benne mobile peut être transportable par câble jusqu'à la zone d'utilisation du béton, ou peut être disposée sur la plate-forme arrière d'un camion de chantier. Ces dispositifs présentent l'inconvénient d'un encombrement très important avec une grande surface d'implantation au sol, ce qui peut être contraignant sur un chantier de faibles dimensions. Par ailleurs, la présence des dispositifs de transfert des produits à mélanger est un autre inconvénient par accroissement des coûts de fabrication et d'entretien, et par augmentation des risques de pannes. Pour remédier à ces inconvénients, on a déjà imaginé des dispositifs de préparation plus compacts grâce à un agencement amélioré des éléments. Les moyens d'alimentation du malaxeur sont alors disposés directement au-dessus de celui-ci, et le malaxeur est situé à proximité du sol. Pour un approvisionnement pratique et efficace de la benne mobile, des moyens de transfert permettent de remonter le mélange préparé par le malaxeur jusqu'à une hauteur d'au moins 1 m50 pour autoriser le déversement dudit mélange dans la benne mobile à la sortie des moyens de transfert. Ces derniers sont couramment réalisés grâce à une vis sans fin tournant généralement en continu dans un tunnel de guidage. Par conséquent, les personnels de chantiers doivent continuellement veiller à ce que la benne mobile soit effectivement disposée à la sortie des moyens de transfert au moment de l'évacuation du mélange préparé, ce qui est particulièrement contraignant. Certaines variantes de dispositifs de ce genre provoquent un arrêt des moyens de transfert du mélange préparé lorsque la benne mobile est absente. Néanmoins, ces arrêts se répercutent au niveau du malaxeur par des temps morts obligatoires pour ne pas alimenter les moyens de transfert à l'arrêt. Il est évident que ces arrêts fréquents abaisse le débit moyen du dispositif de préparation du mélange. Objet de l'invention L'invention a pour but de pallier à ces inconvénients en proposant un dispositif de préparation compact, de conception simple et peu onéreuse, d'utilisation simplifiée, et présentant un débit continu. 10 Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le dispositif de préparation comporte une trémie supérieure d'attente aménagée dans la partie haute du châssis, ladite trémie supérieure d'attente ayant un orifice de remplissage autorisant en continu l'admission du mélange provenant des moyens de transfert, et un orifice d'évacuation piloté pour varier entre une position 15 d'ouverture autorisant l'alimentation de la zone de distribution et une position de fermeture. Une telle trémie supérieure permet de recueillir le mélange en provenance des moyens de transfert tant que la benne mobile n'est pas située à proximité de la 20 zone de distribution. L'alimentation de la zone de distribution par la trémie supérieure est autorisée par exemple lorsque le mélange préparé et stocké est en quantité suffisante et/ou en cas de présence de la benne mobile. Le contrôle de cette alimentation se fait manuellement ou automatiquement. Parallèlement, l'alimentation de la trémie supérieure peut se faire en continu, de telle manière 25 que le malaxeur et les moyens de transfert présentent un fonctionnement régulier, exempt de temps morts, indépendamment de la présence ou non de la benne mobile à proximité de la zone de distribution.5 Selon un mode de réalisation préférentiel, les moyens de transfert comportent un système de levage pour déplacer le malaxeur entre une position inférieure dans laquelle il s'étend dans la partie basse du châssis en dessous des moyens d'alimentation, et une position supérieure dans laquelle ledit malaxeur est apte à déverser son contenu dans la trémie supérieure. De tels moyens de transfert du mélange préparé présentent l'avantage d'être simples et peu onéreux par rapport aux moyens de transfert mis en oeuvre dans les dispositifs connus, à savoir des vis sans fin ou des convoyeurs, par exemple io à tapis roulants. Cette disposition procure en outre une amélioration de la qualité du mélange sortant de la zone de distribution grâce à une diminution du temps de passage du mélange dans le dispositif avant la sortie des moyens de transfert. Dans le dispositif selon l'invention, ce temps est sensiblement égal au temps de malaxage nécessaire à l'obtention de la consistance et de 15 l'homogénéité souhaitées, car le malaxage est réalisé simultanément au transfert. Avec les dispositifs de l'art antérieur, le temps de passage du mélange dans le dispositif de préparation avant de sortir des moyens de transfert était égal à la somme du temps de malaxage et du temps de transfert. 20 De plus, les caractéristiques du mélange déversé dans la trémie supérieure sont celles que ledit mélange présente à la sortie du malaxeur, contrairement à l'art antérieur : dans les dispositifs connus, les caractéristiques du mélange préparé par le malaxeur étaient susceptibles de se modifier pendant le transfert jusqu'à la zone de distribution, par exemple à cause d'un début de séchage ou d'une 25 variation de consistance et/ou d'homogénéité. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective avant d'un exemple de dispositif de préparation conforme à l'invention, la figure 2 est une vue en perspective arrière du dispositif de la figure 1, la figure 3 représente la face arrière du dispositif de la figure 1, la figure 4 est une vue partielle en perspective arrière du dispositif de la figure 1, le malaxeur étant en position intermédiaire, la figure 5 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1, la figure 6 est une vue en perspective arrière d'une deuxième variante de réalisation de dispositif selon l'invention. Description de modes particuliers de réalisation En référence aux figures 1 à 5, un dispositif de préparation 10 d'un mélange d'agrégats et de ciment comporte un châssis 11 composé d'un cadre inférieur 12 reposant sur le sol et à partir duquel s'étendent une pluralité de montants verticaux 13 reliés entre eux par des traverses 14 à 18 à leur extrémité supérieure pour constituer un ensemble rigide. Les produits nécessaires au mélange sont introduits dans un malaxeur 19 solidaire d'un chariot 20 apte à se translater le long de deux glissières parallèles de guidage 21 a et 21 b, solidaires du châssis 11. Les deux glissières 21a et 21 b s'étendent selon une direction oblique et la translation du chariot 20 est réalisée par un système de levage 22 permettant de déplacer le malaxeur 19 entre une position inférieure (non représentée sur les figures 1 à 5) dans laquelle il s'étend dans la partie basse du châssis 11, et une position supérieure (représentée sur les figures 1 à 3). Dans la position supérieure, le malaxeur 19 s'étend au-dessus du niveau des traverses 14 à 18. La figure 4 représente le malaxeur 19 en position intermédiaire. Le malaxeur 19 est composé d'une cuve 23 de forme cylindrique, munie d'un orifice supérieur de chargement 24 pratiqué dans la paroi latérale du cylindre. La cuve 23 est montée à pivotement autour d'un axe horizontal lié au chariot 20 et autorisant un mouvement de basculement pour le déversement de son contenu dans une trémie supérieure d'attente 25 (figure 3). La cuve 23 renferme des 1 o moyens mécaniques de brassage mobiles (non représentés) comportant des agitateurs entraînés en rotation autour d'un axe coaxial à l'axe de pivotement de la cuve 23. Un premier groupe motoréducteur électrique 26 permet le basculement piloté de la cuve 23 selon son axe de pivotement et un deuxième groupe motoréducteur 27 entraîne les moyens de brassage en rotation. Les 15 deux groupes motoréducteurs 26 et 27 sont respectivement disposés aux extrémités opposées de la cuve 23 et sont solidaires du chariot 20. En position inférieure, le malaxeur 19 est situé en dessous de deux trémies de pesage 28 et 29 solidaires de la partie haute du châssis 11. Plus précisément, 20 leurs orifices de remplissage, respectivement référencés 28a et 29a, s'étendent dans le plan défini par les traverses 14 à 18. Leurs orifices d'évacuation sont situés à mi-hauteur du châssis 11 et sont pilotés par un dispositif de contrôle (non représenté). La trémie de pesage 28 comporte deux compartiments séparés pour recevoir deux types d'agrégats provenant par exemple de 25 convoyeurs à godets (non représentés). La trémie de pesage 29 est destinée à recevoir le ciment nécessaire au mélange et provenant par exemple d'une trémie de stockage prenant appui sur les traverses 14 et 18. En position inférieure du malaxeur 19, l'orifice supérieur de chargement 24 de la cuve 23 se situe en dessous des orifices d'évacuation des trémies de pesage 28 et 29 de telle manière que les agrégats et le ciment tombent par gravité dans la cuve 23 lors du passage des orifices d'évacuation en position d'ouverture. Le dispositif de contrôle gère et régule l'alimentation du malaxeur 19 en fonction d'un programmateur réglé par l'utilisateur. Le programmateur indique au dispositif de contrôle la quantité de mélange désirée par cycle du malaxeur 19. Le dispositif de contrôle pilote en conséquence l'admission des produits dans les trémies de pesage 28 et 29 et l'ouverture des orifices d'évacuation des trémies de pesage 28 et 29. Dans l'exemple des figures 1 à 5, le système de levage 22 comporte un troisième groupe motoréducteur 30 dont l'arbre de sortie, parallèle à l'axe de pivotement de la cuve 23, entraîne une roue dentée 31. Cette dernière entraîne une roue dentée 32 solidaire d'un arbre de transmission horizontal 33 monté à rotation par rapport au chariot 20. Chaque extrémité de l'arbre de transmission 33 est pourvue d'une roue dentée 34 engrenant sur une crémaillère 35a, 35b solidaire d'une glissière de guidage 21a, 21b. Le chariot 20 comporte deux paires de galets 36 montés à roulement à l'intérieur du premier jeu de glissières de guidage 21a, 21b. D'autres systèmes de levage 22 peuvent être envisagés tels que, par exemple, un treuil solidaire de la partie haute du châssis 11 et actionnant un câble de traction accroché au chariot 20 (voir figure 6). La trémie supérieure d'attente 25 peut varier entre une position d'utilisation (figures 1 à 3) en saillie du châssis 11 et une position rétractée (voir figure 6) de rangement en partie basse du châssis 11, à côté du malaxeur 19. Elle est montée à coulissement, par l'intermédiaire d'un chariot ou non, le long d'un deuxième jeu de glissières de guidage 37a, 37b s'étendant parallèlement en dessous du premier jeu de glissières de guidage 21 a, 21 b. Tout type de glissière adapté peut être envisagé pour les deux jeux de glissières de guidage 21 a, 21 b, 37a, 37b. Dans certaines variantes, l'orifice d'évacuation 38 de la trémie supérieure d'attente 25 est actionnable à distance par un dispositif de télécommande. En position d'utilisation, la trémie supérieure d'attente 25 est soutenue par deux jambes 39 solidaires du châssis 11, par exemple respectivement sur un montant vertical 13 selon une articulation à pivotement. Une deuxième variante de réalisation d'un dispositif de préparation 10 est représentée sur la figure 6, en combinaison avec une trémie de stockage 41 de 1 o ciment disposée en appui sur les traverses 14 et 18. La trémie de stockage 41 alimente la trémie de pesage 29 au travers de son orifice d'alimentation 29a. Dans cette variante, les deux jeux de glissières de guidage 21 a, 21 b, 37a, 37b s'étendent à l'intérieur du châssis 11 pour un gain de compacité. Le système de levage 22 comporte un treuil 42 destiné à actionner un câble relié au chariot 20. 15 Le treuil 42 est solidaire de la partie haute du châssis 11, à l'arrière de ce dernier. Sur la figure 6, le malaxeur 19 est en position inférieure et la trémie supérieure d'attente 25 est en position rétractée de rangement. Le fonctionnement d'un dispositif de préparation 10 est le suivant : l'opérateur 20 agit sur le programmateur pour ajuster la quantité de mélange désirée à chaque cycle du malaxeur 19. Les trémies de pesage 28 et 29 sont ensuite remplies de la quantité correspondante en ciment et en agrégats tels que de la chaux, du sable ou du gravier à granulométrie variable. En début de cycle, le malaxeur 19 est en position inférieure. Lors du passage des orifices d'évacuation des trémies 25 de pesage 28 et 29 en position d'ouverture, les produits nécessaires au mélange tombent par gravité dans le malaxeur 19 au travers de l'orifice supérieur de chargement 24. Une rampe d'alimentation (non représentée) de produits liquides tels que de l'eau ou des adjuvants est prévue pour délivrer ces produits dans le malaxeur 19. Les trémies de pesage 28 et 29 et la rampe d'alimentation appartiennent aux moyens d'alimentation AM du malaxeur 19, déversant de manière régulée et dosée les produits nécessaires au mélange à préparer. Les moyens de brassage du malaxeur 19 sont ensuite mis en rotation par actionnement du deuxième groupe motoréducteur 27. Cette opération peut être prolongée simultanément avec le déplacement du malaxeur 19 jusqu'à la position supérieure grâce au système de levage 22. Suivant les variantes, ce déplacement du malaxeur 19 est pratiqué dès l'actionnement du deuxième io groupe motoréducteur 27 ou après une temporisation prédéterminée. Simultanément, les trémies de pesage 28 et 29 sont remplies à nouveau dans l'attente d'un nouveau cycle du malaxeur 19. Lorsque le mélange est préparé et que le malaxeur 19 est en position 15 supérieure, la cuve 23 bascule par actionnement du premier groupe motoréducteur 26 et le mélange se déverse dans la trémie supérieure d'attente 25 au travers de l'orifice supérieur de chargement 24. L'orifice de remplissage 40 de la trémie d'attente 25 autorise en continu l'admission du mélange provenant du malaxeur 19. Son orifice d'évacuation 38 est en position de 20 fermeture. La trémie supérieure d'attente 25 constitue des moyens de stockage ST du mélange préparé. Le malaxeur 19 vide se déplace ensuite jusqu'à la position inférieure, et la cuve 23 pivote à nouveau sur elle-même jusqu'à la configuration d'origine, ces deux 25 opérations se pratiquant simultanément ou dans un ordre quelconque. Un nouveau cycle du malaxeur 19 peut ensuite débuter. Le système de levage 22 et le malaxeur 19 lui-même constituent des moyens de transfert TR du mélange préparé jusqu'à la trémie supérieure d'attente 25. Sans sortir du cadre de l'invention, d'autres moyens de transfert TR peuvent être utilisés tels que des convoyeurs à tapis roulant ou des tunnels de guidage comprenant à l'intérieur une vis sans fin pour l'entraînement du mélange préparé. Dans les deux cas précédents, le malaxeur 19 est fixe en position inférieure. L'orifice d'évacuation 38 de la trémie supérieure d'attente 25 est piloté pour varier entre une position d'ouverture, et une position de fermeture. La position d'ouverture autorise le déversement du mélange stocké pour sa distribution au 1 o travers de l'orifice d'évacuation 38. L'espace situé en dessous de l'orifice d'évacuation constitue donc une zone de distribution D du mélange préparé par le dispositif de préparation 10, dont l'alimentation est contrôlée. Le passage en position d'ouverture, réalisé manuellement ou automatiquement, est autorisé selon des conditions prédéterminées, par exemple lorsque le mélange préparé 15 et stocké est en quantité suffisante et/ou en cas de présence d'une benne mobile. Un dispositif de contrôle (non représenté) de l'orifice d'évacuation 38 de la trémie supérieure d'attente 25 peut être prévu à cet effet, pour interagir aussi avec le dispositif de télécommande. 20 Dans l'art antérieur, la benne mobile (non représentée) devait être située à proximité de la zone de distribution D à chaque cycle du malaxeur 19 au moment où le mélange préparé parvenait dans ladite zone D. Le dispositif de préparation 10, grâce à la trémie supérieure d'attente 25, permet de diminuer le nombre de rotation de la grue (non représentée) supportant la benne mobile, ce 25 qui confère un gain important de temps et d'énergie. Enfin, le malaxeur 19 peut être de tout type connu. L'homme du métier peut envisager aussi un système d'automatisation (non représenté) intégré au dispositif de préparation 10, permettant de piloter et de contrôler le programmateur, le dispositif de contrôle des moyens d'alimentation AM du malaxeur 19, et éventuellement le dispositif de contrôle de l'orifice d'évacuation 38 de la trémie supérieure d'attente 25. Revendications 1. Dispositif de préparation (10) d'un mélange d'agrégats et de ciment, notamment pour l'élaboration de béton ou de mortier, comportant un châssis rigide (11) supportant : un malaxeur (19) alimenté par des moyens d'alimentation (AM) déversant par gravité les produits nécessaires audit mélange de manière régulée, une zone de distribution (D) du mélange préparé, aménagée dans la partie 1 o haute du châssis (11), et des moyens de transfert (TR) du mélange préparé jusqu'à la zone de distribution (D), caractérisé en ce qu'il comporte une trémie supérieure d'attente (25) aménagée 15 dans la partie haute du châssis (11), ladite trémie supérieure d'attente (25) ayant un orifice de remplissage (40) autorisant en continu l'admission du mélange provenant des moyens de transfert (TR), et un orifice d'évacuation (38) piloté pour varier entre une position d'ouverture autorisant l'alimentation de la zone de distribution (D) et une position de fermeture. 20 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de transfert (TR) comportent un système de levage (22) pour déplacer le malaxeur (19) entre une position inférieure dans laquelle il s'étend dans la partie basse du châssis (11) en dessous des moyens d'alimentation (AM), et une position 25 supérieure dans laquelle ledit malaxeur (19) est apte à déverser son contenu dans la trémie supérieure d'attente (25). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le malaxeur (19) est composé d'une cuve (23) renfermant des moyens mécaniques de brassage 12mobiles, et d'un orifice de chargement supérieur (24), la cuve (23) étant montée pivotante autour d'un axe horizontal pour déverser son contenu par basculement dans la trémie supérieure d'attente (25). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens mécaniques de brassage comportent des agitateurs entraînés en rotation autour d'un axe horizontal. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le malaxeur (19) est monté à coulissement dans le long d'au moins une première glissière de guidage (21a, 21 b) par actionnement du système de levage (22). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la trémie supérieure d'attente (25) est montée à coulissement le long d'au moins une deuxième glissière de guidage (37a, 37b) pour varier entre une position d'utilisation en saillie du châssis (11) et une position rétractée de rangement en partie basse du châssis (11), à côté du malaxeur (19). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'orifice d'évacuation (40) de la trémie supérieure d'attente (25) est actionnable à distance. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation (AM) du malaxeur (19) comportent deux trémies de pesage (28, 29) des produits nécessaires au mélange, lesdites trémies de pesage (28, 29) délivrant à chaque cycle du malaxeur (19) une quantité prédéterminée en fonction d'un programmateur.