Brevet FR3026025A1 — publié le 20160325

L'invention est relative à une essoreuse centrifuge à marche discontinue, encore appelée essoreuse discontinue, et trouvera une application particulière, dans le domaine du traitement du sucre, pour séparer la mélasse des cristaux de sucre d'une masse cuite. Une telle essoreuse comprend, de manière classique, un tambour de centrifugation, articulé en rotation par rapport à une cuve. Bien souvent, le tambour de centrifugation est suspendu à un portique du bâti par l'intermédiaire d'un arbre de rotation. L'extrémité inférieure de l'arbre est solidaire rigidement de la paroi de fond du tambour, et l'extrémité supérieure est entrainée en rotation par un moto-réducteur. Ce type d'essoreuse permet la mise en oeuvre de cycles d'essorage. Le cycle de d'essorage d'une essoreuse discontinue comprend, classiquement et successivement : - une étape de chargement du tambour de centrifugation avec de la masse cuite, par l'ouverture supérieure du tambour, à faible vitesse de rotation du tambour de centrifugation, - une augmentation (accélération) de la vitesse de rotation du tambour jusqu'à un palier d'essorage, - un maintien de la vitesse de rotation du tambour de centrifugation au palier d'essorage (au-delà de 1000 tr/min), - une décélération de la vitesse de rotation du tambour de centrifugation, - et une étape de déchargement du produit essoré, à faible vitesse de rotation, par une ouverture inférieure de tambour. Le chargement en matière est obtenu au travers d'une large ouverture supérieure du tambour de centrifugation, le déchargement au travers d'une ouverture inférieure, classiquement constituée par plusieurs passages entre les bras d'un moyeu joignant l'arbre de rotation et le fond du tambour de centrifugation. Cette ouverture inférieure est normalement fermée par un obturateur, mobile, qui est escamoté en position d'ouverture lors de l'étape de déchargement. Le déchargement est encore obtenu par l'action d'un dispositif déchargeur comprenant au moins une bêche destinée à décoller les cristaux de sucre du tamis de la paroi latérale du tambour. Lors de cette étape, cette bêche peut éventuellement être déplacée verticalement : le déplacement vertical de la bêche combiné à la rotation du tambour de centrifugation permet alors à la bêche de racler toute la paroi cylindrique du tambour. Une telle conception d'essoreuse est notamment connue du document FR 1.394.980. L'obturateur repéré 16 intérieur au tambour, est fixé à l'extrémité inférieure d'un ffit repéré 18 qui est monté coulissant sur l'arbre de rotation. Un bras de levage actionné par un vérin permet de soulever l'obturateur afin de le dégager dans sa position d'ouverture. Selon les constatations de l'inventeur, une telle conception d'obturateur n'est pas totalement satisfaisante en ce que, dans ladite position d'ouverture, et telle qu'illustrée en trait discontinu à la figure 1 du document FR. 1.394.980, l'obturateur est interne au tambour, positionné juste au-en dessus de l'ouverture, sur le trajet de la matière, constituant ainsi un obstacle important au libre écoulement de la matière lors du déchargement. En pratique et selon les constatations de l'inventeur, la mise en oeuvre d'un tel obturateur peut provoquer des bourrages et ainsi un déchargement défectueux des matières défectueux. On connaît encore du document FR 2 889 974 une autre conception d'essoreuse pour laquelle l'obturateur diffère de celui du document FR 1.394.980 en ce qu'il est, en position d'ouverture, extérieur au tambour et non intérieur au tambour. Dans ce cas l'évacuation des matières en est améliorée. En revanche, et selon les constatations de l'inventeur, le niveau d'étanchéité réalisé par un obturateur externe est inférieur à celui d'un obturateur interne. Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients précités en proposant une essoreuse dont le système d'obturateur permet, en position d'ouverture, d'améliorer l'écoulement des produits lors du déchargement, et en position de fermeture, de conférer une bonne étanchéité aux produits. D'autres buts et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Aussi l'invention concerne une essoreuse discontinue, comprenant : - un tambour de centrifugation comprenant une ouverture supérieure de chargement, et une ouverture inférieure de déchargement définie dans le fond du tambour de centrifugation, - un arbre de rotation apte à être entrainé en rotation par des moyens moteur, solidarisé à sa partie inférieure à la paroi du fond du tambour de centrifugation, - un système d'obturateur, comprenant un obturateur mobile, déplaçable le long de l'arbre de rotation, apte à passer d'une position de fermeture, basse, de l'ouverture inférieure de déchargement vers une position d'ouverture, haute, dans laquelle l'obturateur mobile est interne audit tambour de centrifugation. Selon l'invention, le système d'obturateur comprend : - ledit obturateur mobile, solidaire d'un élément apte à coulisser le long de l'arbre de rotation par l'intermédiaire de liaisons mécaniques et de telle façon à autoriser, en position d'ouverture, lors du déchargement, un écoulement des matières au travers de l'obturateur mobile au niveau de passages définis entre l'arbre de rotation, le bord intérieur de l'obturateur mobile et lesdites liaisons mécaniques, - un obturateur fixe, solidarisé à l'arbre de rotation, de manière étanche et de manière fixe sur l'arbre de rotation, et de telle façon qu'en position de fermeture dudit système d'obturateur, ledit obturateur fixe engage avec l'obturateur mobile de manière à interdire l'écoulement au travers dudit obturateur mobile. Selon des caractéristiques de l'invention, prises seules ou en combinaison : - l'obturateur fixe est constitué essentiellement par un tronc de cône, coaxial à l'arbre de rotation et dont le diamètre intérieur, à son extrémité supérieure, est fixé de manière rigide et étanche sur l'arbre de rotation ; - dans ladite position de fermeture, l'obturateur mobile engage avec l'obturateur fixe, a son extrémité inférieure, au niveau du diamètre externe de l'obturateur fixe et de manière étanche ; - l'obturateur mobile est constitué essentiellement par un tronc de cône, coaxial à l'arbre de rotation, le diamètre interne de l'obturateur mobile étant supérieur au diamètre de l'arbre de rotation, les passages autorisant le libre écoulement de la matière au travers de l'obturateur mobile étant définis entre l'arbre de rotation, les liaisons mécaniques et le diamètre interne du tronc de cône de l'obturateur mobile ; - dans la position de fermeture du système d'obturateur, l'extrémité supérieure de l'obturateur mobile engage avec l'obturateur fixe, au niveau du diamètre interne de l'obturateur mobile et de manière étanche avec l'obturateur fixe ; - dans la position de fermeture du système d'obturateur, l'obturateur mobile engage avec la paroi de fond au niveau de son extrémité inférieure - l'essoreuse présente un dispositif de déchargement de matière comprenant au moins une bêche, interne audit tambour de centrifugation, apte à passer d'une position de dégagement vers une position de raclage, ladite bêche étant éventuellement déplaçable selon une course limitée dans la direction de l'arbre ; - dans la position de raclage de ladite au moins une bêche, le cas échéant au moins dans une position haute de ladite bêche, ladite bêche est configurée de telle façon qu'au moins une partie du flux de matière décollée par la bêche est dirigée au travers de l'obturateur mobile ; - ladite au moins une bêche étant déplaçable verticalement selon une course limitée, la position d'ouverture de l'obturateur mobile est située à un niveau intermédiaire entre la position haute de la bêche et l'obturateur fixe ; - lesdites liaisons mécaniques s'étendent au-dessus de l'obturateur mobile agencées de manière à autoriser le passage de l'obturateur fixe au travers de l'obturateur mobile depuis ladite position de fermeture de l'obturateur mobile pour laquelle l'obturateur mobile est positionné au-dessous de l'obturateur fixe vers la position d'ouverture de l'obturateur mobile pour laquelle l'obturateur mobile est positionné au-dessus de l'obturateur fixe. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée des dessins en annexe, parmi lesquels : - La figure 1 est une vue de coupe, selon un plan vertical passant par l'axe de l'arbre, illustrant une essoreuse conforme à l'invention selon un mode de réalisation, dans la position de fermeture dudit système d'obturateur, ladite bêche étant dans une position haute et dans une position de dégagement de ladite bêche, - La figure 2 est une vue de l'essoreuse de la figure 1, dans la position d'ouverture du système d'obturateur, ladite bêche étant dans une position haute et dans une position de dégagement de ladite bêche, - La figure 3 est une vue consécutive de la figure 2, ladite bêche étant dans une position haute et dans une position de raclage des produits, - La figure 4 est une vue consécutive de la figure 3, ladite bêche, dans une position de raclage, atteignant sa position basse, - La figure 5 est une vue en perspective de l'essoreuse dans la position de l'obturateur et de la bêche illustrée à la figure 1, - La figure 6 est une vue en perspective de l'essoreuse dans la position de l'obturateur et de la bêche illustrée à la figure 2, - La figure 7 est une vue en perspective de l'essoreuse dans la position de l'obturateur et de la bêche illustrée à la figure 3, - La figure 8 est une vue en perspective de l'essoreuse dans la position de l'obturateur et de la bêche illustrée à la figure 1, Aussi l'invention est relative à une essoreuse 1, discontinue, comprenant : - un tambour de centrifugation 2 comprenant une ouverture supérieure 20 de chargement, et une ouverture inférieure 21 de déchargement définie dans le fond du tambour de centrifugation, - un arbre de rotation 3 apte à être entrainé en rotation par des moyens moteur, solidarisé à sa partie inférieure à la paroi du fond 22 du tambour de centrifugation 2, - un système d'obturateur 4, comprenant un obturateur mobile 40, déplaçable le long de l'arbre de rotation 3, l'obturateur mobile 40 étant apte à passer d'une position de fermeture P1 basse, de l'ouverture inférieure de déchargement vers une position d'ouverture P2, haute, dans laquelle l'obturateur mobile 40 est interne audit tambour de centrifugation. Le tambour de centrifugation 2 comprend une structure autoportante comprenant une paroi latérale 23, notamment cylindrique, la paroi de fond 22, et éventuellement une paroi supérieure 24, recouvrant partiellement le tambour. La paroi latérale est perforée de nombreux orifices destinés à être traversés par les égouts. La surface interne de la paroi latérale peut être associée à un tamis de centrifugation, voire à un tamis de soutien intercalaire. L'arbre de rotation 3 est solidarisé à son extrémité inférieure au tambour de centrifugation 2, plus particulièrement par l'intermédiaire d'un moyeu 6. Ce moyeu 6 est solidarisé en son centre à l'arbre de rotation 3 et comprend une pluralité de bras de liaison s'étendant radialement à partir du centre, et dont les extrémités terminales se fixent sur la paroi de fond 22. Selon cet exemple, l'ouverture inférieure 21 de déchargement est alors définie par des passages entre les bras de liaison du moyeu 6. Selon l'invention, le système d'obturateur 4 comprend : - ledit obturateur mobile 40 solidaire d'un élément 41 apte à coulisser le long de l'arbre de rotation 3 par l'intermédiaire de liaisons mécaniques 42 et de telle façon à autoriser, en position d'ouverture P2, lors du déchargement, un écoulement Eci des matières au travers du centre de l'obturateur mobile 40 au niveau de passages définis entre l'arbre de rotation 3, le bord intérieur de l'obturateur mobile 40 et lesdites liaisons mécaniques 42. - un obturateur fixe 43, solidarisé à l'arbre de rotation 3, de manière étanche et de manière fixe sur l'arbre de rotation 3 et de telle façon qu'en, position de fermeture Pl, ledit obturateur fixe 43 engage avec l'obturateur mobile 40 de manière à interdire l'écoulement au travers dudit obturateur mobile 40. Tel qu'illustré à la figure 3, à titre d'exemple non limitatif, l'obturateur mobile 40, lorsque en position d'ouverture, autorise au moins une partie des matières déchargées à traverser l'obturateur mobile 40 en son centre, facilitant l'évacuation des matières vers l'ouverture inférieure lors de l'étape de déchargement. Lorsqu'en position de fermeture Pl, basse, et tel qu'illustré la figure 1, l'obturateur mobile 40 vient coopérer avec l'obturateur fixe 43 et la paroi de fond 22 pour assurer l'étanchéité du tambour de centrifugation. Le poids des matières sur l'obturateur mobile participe à l'effort de fermeture. L'élément 41, déplaçable le long de l'arbre peut être un fût monté coulissant sur l'arbre de rotation 3 dont l'extrémité inférieure est fixée à l'obturateur mobile 40 par l'intermédiaire desdites liaisons mécaniques 42. Un bras d'actionnement 44 commandé par un vérin 45, fixé sur un bâti peut permettre de lever ou baisser l'élément mobile 41, et ainsi de commander l'ouverture et la fermeture du système d'obturateur 4. L'extrémité du bras d'actionnement 44 peut être une fourche dont les branches présentent des galets destinés à rouler sur des collerettes du fût, autorisant ainsi la rotation du fût et de l'obturateur mobile 40, solidairement avec le tambour et alors que le bras d'actionnement est fixé au bâti, solidaire de ce dernier. Lesdites liaisons mécaniques peuvent s'étendre au-dessus de l'obturateur mobile agencées de manière à autoriser le passage de l'obturateur fixe 43 au travers de l'obturateur mobile 40 lors du changement d'état du système d'obturateur, et notamment depuis ladite position de fermeture Pl de l'obturateur mobile 40 pour laquelle l'obturateur mobile 40 est positionné au-dessous de l'obturateur fixe 43 vers la position d'ouverture P2 de l'obturateur mobile 40 pour laquelle l'obturateur mobile est positionné au-dessus de l'obturateur fixe 43. Ainsi selon un mode de réalisation illustré, lesdites liaisons mécaniques peuvent être constituées par une pluralité de barres, chacune joignant de manière solidaire l'arbre de rotation 3 à l'une de ses extrémités, et l'obturateur mobile 40 à son autre extrémité. Ces barres sont inclinées, notamment d'un angle similaire à l'angle d'ouverture du cône de l'obturateur fixe, et de manière à ce que lesdites liaisons se positionnent le long et juste au-dessus de la paroi conique de l'obturateur fixe 43, en position de fermeture Pl, et telles qu'illustrées à la figure 1. Selon un mode de réalisation, l'obturateur fixe 43 peut être constitué essentiellement par un tronc de cône, notamment de révolution, coaxial à l'arbre de rotation 3 et dont le diamètre intérieur, à son extrémité supérieure, est fixé de manière rigide et étanche sur l'arbre de rotation 3. Dans ladite position de fermeture Pl, l'obturateur mobile 40 peut engager avec l'obturateur fixe 43, à l'extrémité inférieure dudit obturateur fixe, au niveau du diamètre externe de l'obturateur fixe 43 et de manière étanche, notamment grâce à un ou plusieurs joints entre l'obturateur fixe 43 et l'obturateur mobile 40. Selon un mode de réalisation, l'obturateur mobile 40 peut être constitué essentiellement par un tronc de cône, notamment de révolution, coaxial à l'arbre de rotation 3, le diamètre intérieur de l'obturateur mobile 40 étant supérieur au diamètre de l'arbre de rotation 3, les passages autorisant le libre écoulement de la matière au travers de l'obturateur mobile étant définis entre l'arbre de rotation 3, les liaisons mécaniques 42 et le diamètre interne du tronc de cône de l'obturateur mobile 40. Dans la position de fermeture dudit système d'obturateur, l'obturateur mobile 40 engage avec l'obturateur fixe 43, à l'extrémité supérieure dudit obturateur mobile, au niveau du diamètre interne de l'obturateur mobile 40 et de manière étanche avec l'obturateur fixe 43. Selon un mode de réalisation, dans la position de fermeture dudit système d'obturateur, l'obturateur mobile 40 engage avec la paroi de fond 22 au niveau de son extrémité 30 inférieure, notamment au niveau du diamètre externe du tronc de cône, de préférence par l'intermédiaire d'un joint. Selon un mode de réalisation, l'obturateur mobile 40 et l'obturateur fixe 43 étant constitués essentiellement chacun par un tronc de cône, de révolution, l'angle d'ouverture al du cône de l'obturateur fixe 43 peut être inférieur à l'angle d'ouverture a2 du cône de l'obturateur mobile 40. L'essoreuse peut comprendre un dispositif de déchargement de matière comprenant au moins une bêche 5, interne audit tambour de centrifugation, apte à passer d'une position de dégagement vers une position de raclage, ladite bêche étant éventuellement déplaçable selon une course limitée dans la direction de l'arbre. La bêche peut être solidarisée à l'extrémité inférieure d'un arbre de commande 50, sensiblement vertical. La rotation de l'arbre de commande 50 sur son axe permet le passage de la position de dégagement de la bêche (voir figures 1 et 2) vers la position de raclage (voir figures 3 et 4). Cet arbre de commande peut encore être prévu déplaçable, suivant son axe pour déplacer verticalement la bêche d'une course verticale limitée. Dans ce cas, le déplacement vertical de la bêche combiné à la rotation du tambour de centrifugation permet alors à la bêche de racler toute la paroi cylindrique du tambour. Selon un mode de réalisation, dans ladite position de raclage de ladite au moins une bêche 5, le cas échéant au moins dans une position haute de ladite bêche, ladite bâche 5 peut être configurée de telle façon qu'au moins une partie du flux de matière décollée par la bêche 5 est dirigée au travers de l'obturateur mobile 40. Par exemple et tel qu'illustré à la figure 3, la bêche en position de raclage haute, le flux de matière décollée se divise, d'une part, en un écoulement intérieur Eci qui traverse le centre de l'obturateur mobile 40, et d'autre part en un écoulement extérieur Ece qui contourne ledit obturateur mobile 40. Selon un mode de réalisation particulier, l'obturateur fixe permet de dévier consécutivement l'écoulement Eci vers l'ouverture inférieure de déchargement 21, notamment grâce au faible angle d'ouverture al du cône. Dans le cas ou ladite au moins une bêche est déplaçable verticalement selon une course limitée, la position d'ouverture P2 de l'obturateur mobile 40 peut être avantageusement située à un niveau intermédiaire entre la position haute P3 de la bêche 5 et le niveau de l'obturateur fixe 43 (voir figure 3). Lorsque la bêche atteint sa position basse P4, la matière décollée peut s'écouler directement vers l'ouverture inférieure 21, sans traverser l'obturateur mobile 40. Naturellement d'autres modes de réalisation auraient pu être envisagés par l'homme du métier sans pour autant sortir du cadre de l'invention défini par les revendications ci-après. NOMENCLATURE 1. Essoreuse, 2. Tambour de centrifugation, 20. Ouverture supérieure de chargement (Tambour), 21. Ouverture inférieure de déchargement (Tambour) 22. Fond (Tambour). 23. Paroi latérale (Tambour) 24. Paroi supérieure (Tambour) 3. Arbre de rotation, 4. Système d'obturateur, 40. Obturateur mobile, 41. Elément coulissant le long de l'arbre de rotation, 42. Liaisons mécaniques, 43. Obturateur fixe, 44. Bras d'actionnement 45. Vérin 5. Bêche, 50 Arbre de commande (bêche), 6. Moyeu, Eci. Ecoulement de produit traversant l'obturateur mobile, Ece. Ecoulement de produit externe audit obturateur mobile. P1. Position de fermeture, P2. Position d'ouverture, P3. Position haute de la bêche, P4. Position basse de la bêche. al. Angle d'ouverture du cône (obturateur fixe 43), a2. Angle d'ouverture du cône (obturateur mobile 40). REVENDICATIONS1. Essoreuse (1), discontinue, comprenant : - un tambour de centrifugation (2) comprenant une ouverture supérieure de chargement (20), et une ouverture inférieure (21) de déchargement définie dans le fond du tambour de centrifugation, - un arbre de rotation (3) apte à être entrainé en rotation par des moyens moteur, solidarisé à sa partie inférieure à la paroi du fond (22) du tambour de centrifugation (2), - un système d'obturateur (4), comprenant un obturateur mobile (40), déplaçable le long de l'arbre de rotation, apte à passer d'une position de fermeture (P1), basse, de l'ouverture inférieure de déchargement vers une position d'ouverture (P2), haute, dans laquelle l'obturateur mobile est interne audit tambour de centrifugation, caractérisé en ce que le système d'obturateur (4) comprend : - ledit obturateur mobile (40), solidaire d'un élément (41) apte à coulisser le long de l'arbre de rotation (3) par l'intermédiaire de liaisons mécaniques (42) et de telle façon à autoriser, en position d'ouverture (P2), lors du déchargement, un écoulement (Eci) des matières au travers du centre de l'obturateur mobile (40) au niveau de passages définis entre l'arbre de rotation (3), le bord intérieur de l'obturateur mobile (40) et lesdites liaisons mécaniques (42), - un obturateur fixe (43), solidarisé à l'arbre de rotation (3), de manière étanche et de manière fixe sur l'arbre de rotation (3) et de telle façon qu'en position de fermeture (P1), ledit obturateur fixe (43) engage avec l'obturateur mobile (40) de manière à interdire l'écoulement au travers dudit obturateur mobile (40). 2. Essoreuse selon la revendication 1, dans laquelle l'obturateur fixe (43) est constitué essentiellement par un tronc de cône, coaxial à l'arbre de rotation (3) et dont le diamètre intérieur, à son extrémité supérieure, est fixé de manière rigide et étanche sur l'arbre de rotation (3). 3. Essoreuse selon la revendication 2, dans laquelle, et dans ladite position de fermeture (P1), l'obturateur mobile (40) engage avec l'obturateur fixe (43), à son extrémitéinférieure, au niveau du diamètre externe de l'obturateur fixe (43) et de manière étanche. 4. Essoreuse selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle l'obturateur mobile (40) est constitué essentiellement par un tronc de cône, coaxial à l'arbre de rotation (3), le diamètre interne de l'obturateur mobile (40) étant supérieur au diamètre de l'arbre de rotation (3), les passages autorisant le libre écoulement de la matière au travers de l'obturateur mobile étant définis entre l'arbre de rotation (3), les liaisons mécaniques (42) et le diamètre interne du tronc de cône de l'obturateur mobile (40) 5. Essoreuse selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle, et dans la position de fermeture dudit système d'obturateur, l'obturateur mobile (40) engage avec l'obturateur fixe (43), à son extrémité supérieure, au niveau du diamètre interne de l'obturateur mobile (40) et de manière étanche avec l'obturateur fixe (43). 6. Essoreuse selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle, dans la position de fermeture dudit système d'obturateur, l'obturateur mobile (40) engage avec la paroi de fond au niveau de son extrémité inférieure. 7. Essoreuse selon l'une des revendications 1 à 6 présentant un dispositif de déchargement de matière comprenant au moins une bêche, interne audit tambour de centrifugation, apte à passer d'une position de dégagement vers une position de raclage, ladite bêche étant éventuellement déplaçable selon une course limitée dans la direction de l'arbre. 8. Essoreuse selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle dans ladite position de raclage de ladite au moins une bêche (5), le cas échéant au moins dans une position haute de ladite bêche, ladite bâche est configurée de telle façon qu'au moins une partie du flux de matière décollé par la bêche est dirigée au travers de l'obturateur mobile (40). 9. Essoreuse selon la revendication 7 ou 8, dans laquelle ladite au moins une bêche étant déplaçable verticalement selon une course limitée, la position d'ouverture (P2) de l'obturateur mobile (40) est située à un niveau intermédiaire entre la position haute (P3) de la bêche (5) et l'obturateur fixe (43) 10. Essoreuse selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle lesdites liaisons mécaniques (42) s'étendent au-dessus de l'obturateur mobile (40) agencées de manière à autoriser le passage de l'obturateur fixe (43) au travers de l'obturateur mobile (40) depuis ladite position de fermeture (P1) de l'obturateur mobile (40) pour laquelle l'obturateur mobile (40) est positionné au-dessous de l'obturateur fixe (43) vers la position d'ouverture (P2) de l'obturateur mobile (40) pour laquelle l'obturateur mobile (40) est positionné au-dessus de l'obturateur fixe (43). 11. Utilisation d'une essoreuse selon l'une des revendications 1 à 10 dans l'industrie du sucre, pour séparer la mélasse des cristaux de sucre d'une masse cuite.