INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
On connait également par les demandes US 2021/379977, DE 10 2020 113192, DE 10 2016 103481, DE 10 2009 013871, DE 10 2020 117451, CN 110091700, WO 2018/034099, US 2011/139522, EP 3 587 157, EP 3 431 813, EP 2 623 356, US 2014/349812 des ensembles réducteurs avec diverses configurations.
Dans les demandes EP 2 221 495 et US 2010/187026, les arbres de transmission sont chacun montés sur leurs propres roulements.
Il existe un besoin pour disposer d’un ensemble réducteur pour véhicule automobile offrant un rendement amélioré et un encombrement minimisé, tout en obtenant une réduction ou une démultiplication suffisante.
L’invention vise à répondre à tout ou partie de ce besoin et elle y parvient, selon l’un de ses aspects, grâce à un ensemble réducteur pour véhicule automobile, comportant : - un premier arbre d’entrée et un deuxième arbre d’entrée, notamment coaxiaux entre eux, - un premier arbre de sortie et un deuxième arbre de sortie, notamment coaxiaux entre eux, - au moins un étage de transmission reliant respectivement le premier arbre de sortie et le deuxième arbre de sortie au premier arbre d’entrée et au deuxième arbre d’entrée, - un carter (50) dans lequel sont logés les premiers et deuxièmes arbres d’entrée et de sortie ainsi que l’étage de transmission (30), l’étage de transmission comportant au moins un premier arbre intermédiaire et un deuxième arbre intermédiaire de manière à ce qu’une transmission de mouvement ait lieu respectivement du premier arbre d’entrée vers le premier arbre de sortie et du deuxième arbre d’entrée vers le deuxième arbre de sortie, indépendamment l’une de l’autre, le premier arbre intermédiaire traversant le deuxième arbre intermédiaire (32) et le premier arbre intermédiaire (31) étant monté sur des premier et deuxième roulements disposés sur le carter, le deuxième arbre intermédiaire étant monté librement en rotation sur le premier arbre intermédiaire.
L’ensemble selon l’invention permet d’améliorer le rendement de la transmission de mouvement, en particulier lorsque le véhicule avance en ligne droite, en phase d’accélération, à vitesse constante ou en phase de décélération.
En outre, on obtient un double réducteur moins encombrant en largeur.
Il permet également de générer de l’électricité, en faisant fonctionner le moteur en génératrice, en cas de freinage en ligne droite du véhicule.
Grâce à l’invention, on forme une liaison pivot entre les premier et deuxième arbres intermédiaires afin de guider les arbres sans avoir besoin d’un carter central, ce qui permet ainsi de réduire l’encombrement de l’ensemble réducteur. Ceci évite l’utilisation de deux réducteurs séparés avec des arbres gauche et droit indépendants séparés par un carter central, lequel est nécessaire pour supporter les roulements centraux. L’assemblage en est simplifié.
On peut réduire également le nombre de roulements nécessaires.
Les premier et deuxième roulements ne sont pas montés sur le deuxième arbre de transmission.
Ainsi, la masse de l’ensemble est minimisée. En outre, le coût de fabrication est diminué.
Les premier arbre d’entrée et deuxième arbre d’entrée peuvent être solidaires en rotation chacun d’une machine électrique tournante.
Le cas échéant, toute partie de la tête 3 de tirefonnage participant à la propagation du mouvement de rotation en amont de l’embout 35 sur le chemin de propagation fait partie de la transmission.
Le mécanisme 30, 40 de réduction peut être situé dans le carter 38 ; ou fixé sur le carter 38 ; ou situé à distance du carter 38 de sorte qu’au moins un arbre de transmission relie le mécanisme 30, 40 de réduction au renvoi 33 d’angle.
Lorsque le mécanisme 30, 40 de réduction est situé dans le carter 38, cela permet avantageusement de réduire les coûts en mutualisant les carters et les pièces, de réduire le poids de la tirefonneuse 100, de simplifier (ou encore réduire) les opérations de maintenance et d’améliorer le rendement de la tirefonneuse 100, le cas échéant, grâce à la diminution du nombre de composants, notamment mécaniques en mouvement. Pour les mêmes raisons, l’inverseur 29 peut aussi être logé dans le carter 38.
Ainsi, il résulte ce de qui a été décrit ci-avant que le groupe 1 d’entraînement peut être situé, dans la configuration opérationnelle, à l’aplomb du carter 38.
Selon un mode de réalisation tel qu’illustré sur la , la tête 3 de tirefonnage comprend un arbre 36 d’entrée permettant de relier le mécanisme 30, 40 de réduction au renvoi 33 d’angle, et est couplé, par exemple mécaniquement, à l’arbre 6 de sortie du mécanisme 30, 40 de réduction.
Selon un mode de réalisation, la tirefonneuse 100 comprend, comme représenté schématiquement en , un volant 50 d’inertie pour transmettre temporairement un couple à l’embout 35 ayant une valeur supérieure à la valeur d’un couple délivré par l’arbre 2 d’entraînement.
Le volant 50 d’inertie ne permet pas de répondre à une demande continue de couple mais permet d’obtenir un couple suffisant, lié à son inertie, pour passer un point dur.
Sur la , le volant 50 d’inertie est représenté, sur le chemin de propagation du mouvement entre le groupe 1 d’entraînement et le mécanisme 7 de transmission : à ce niveau le volant 50 d’inertie peut bénéficier d’une vitesse de rotation égale à la vitesse de rotation de l’arbre 2 d’entraînement. Cependant, selon les besoins de conception de la tirefonneuse 100, le volant 50 d’inertie peut être placé ailleurs sur le chemin de propagation du mouvement, par exemple en aval du mécanisme 7 de transmission (notamment après une éventuelle réduction du mouvement de rotation) ; dans ce cas, le volant 50 d’inertie peut être surdimensionné pour que sa masse, alors plus élevée, compense sa vitesse de rotation généralement plus faible à ce niveau que directement en sortie du groupe 1 d’entraînement en fonction du mécanisme 7 de transmission et/ou de la réduction. Selon une variante, le groupe 1 d’entraînement comprend le volant 50 d’inertie.
Selon un mode de réalisation, le mécanisme 7 de transmission comprend, ou est, une transmission à variation continue. La transmission à variation continue, comme illustrée de manière plus détaillée et à titre d’exemple en figures 1 à 5, est couplée (par exemple mécaniquement), d’une part, à l’arbre 2 d’entraînement (notamment par couplage direct ou via un arbre intermédiaire que comprend le mécanisme 7 de transmission) et, d’autre part, à l’arbre 5 mené (notamment par couplage direct) pour assurer, dans la configuration opérationnelle, l’adaptation automatique de la vitesse de rotation de l’embout 35. Bien entendu, dans la configuration opérationnelle, l’arbre 5 mené est couplé, par exemple mécaniquement, à la tête 3 de tirefonnage et plus particulièrement à l’embout 35. Il en résulte ainsi une adaptation automatique de la vitesse de rotation de la tête 3 de tirefonnage en fonction de la résistance qu’oppose l’attache 101 à l’embout 35 de la tête 3 de tirefonnage au cours du vissage ou du dévissage de l’attache 101, ce qui facilite le passage d’un éventuel point dur. Autrement dit, dans la configuration opérationnelle de la tirefonneuse 100, la transmission à variation continue assure l’adaptation automatique de la vitesse de rotation de l’embout 35 en variant continûment le rapport de démultiplication/transmission de l’arbre 2 d’entraînement à l’arbre 5 mené.
La transmission à variation continue est aussi connue sous la dénomination CVT qui est le signe de « Continuously Variable Transmission » en langue anglaise.
De préférence, la transmission à variation continue est agencée à la sortie du groupe 1 d’entraînement (i.e. la transmission à variation continue est directement couplée à l’arbre 2 d’entraînement ou à un arbre intermédiaire situé dans le prolongement de l’arbre 2 d’entraînement) pour avoir un maximum d’effort centrifuge (et donc un maximum de vitesse), ce qui permet de maximiser le fonctionnement de la transmission à variation continue. La transmission à variation continue évite notamment le recours à un volant d’inertie tel que décrit ci-avant.
Une réalisation particulière du mécanisme 7 de transmission formant la transmission à variation continue est visible sur les figures 1 à 5. Selon cette réalisation la transmission à variation continue comprend une poulie 8 motrice, une poulie 11 menée, un premier organe 14a de rappel, un deuxième organe de 14b de rappel et une courroie 15 reliant la poulie 8 motrice et la poulie 11 menée. La poulie 8 motrice est montée sur l’arbre 2 d’entraînement et comprend un premier flasque 9 fixe par rapport à l’arbre 2 d’entraînement et un deuxième flasque 10 mobile en translation le long de l’arbre 2 d’entraînement. La poulie 11 menée est montée sur l’arbre 5 mené et comprend un troisième flasque 12 fixe par rapport à l’arbre 5 mené et un quatrième flasque 13 mobile en translation le long de l’arbre 5 mené. Le premier organe 14a de rappel sollicite constamment le deuxième flasque 10 dans une direction opposée au premier flasque 9, tendant ainsi à écarter le deuxième flasque 10 du premier flasque 9 ; et le deuxième organe 14b de rappel sollicite constamment le quatrième flasque 13 en direction du troisième flasque 12, tendant ainsi à rapprocher le quatrième flasque 13 du troisième flasque 12.
Une telle transmission à variation continue dite mécanique selon cet agencement présente les avantages suivants, notamment en comparaison avec une transmission hydraulique : la limitation du coût de fabrication de la tirefonneuse 100, la simplicité d’entretien de la tirefonneuse 100, la propreté de la tirefonneuse 100, ainsi que la légèreté de la tirefonneuse 100. En outre, grâce à cet agencement architectural, l’encombrement de la tirefonneuse 100 est réduit ce qui en facilite l’utilisation par un opérateur.
Le premier organe 14a de rappel et le deuxième organe 14b de rappel peuvent être un ressort de compression ou bien tout type d’organe de rappel piloté via un actionneur.
La fonction du premier organe 14a de rappel est schématisée en , le premier organe 14a de rappel pouvant être en réalité logé dans un dôme 41 de la poulie 8 motrice.
La courroie 15 peut être en un matériau souple comme par exemple en caoutchouc ou en polymères synthétiques. Le rôle de la courroie 15 est de transmettre le mouvement de la poulie 8 motrice à la poulie 11 menée en les reliant ensemble lorsque l’arbre 2 d’entraînement tourne selon son axe.
Selon un mode de réalisation particulier, une première composition peut en comprendre des motifs additionnels distincts des cavités, lesdits motifs pouvant par exemple être réalisés par embossage.
La/les cavité(s) d’une première composition peu(ven)t être de toute forme, par exemple de forme ronde, oblonge, ovoïde, triangulaire, polygonale, en particulier hexagonale, de nid d’abeille, ou sous forme d’un pavage (ou découpage), par exemple de type diagramme de Voronoï, de préférence sous forme de nid d’abeille, tel qu’illustré en ou en figures 3 et 6 de la demande de brevet déposée sous le n° FR2203881.
La/les cavité(s) d’une première composition peu(ven)t également représenter des lettres ou le logo d’une marque ou d’une société.
Une première composition comprend une ou plusieurs cavités, de préférence plusieurs cavités, identiques ou différentes.
Selon un mode de réalisation particulier, une première composition peut comprendre au moins deux cavités connectées entre elles. Un tel mode de réalisation est avantageux car il permet de favoriser les phénomènes de capillarité décrit précédemment, ce qui peut permettre d’améliorer les effets techniques précités.
Avantageusement, une première composition comprend plusieurs cavités qui adoptent une structure en forme de nid d’abeille, tel qu’illustrée en . Cette forme de nid d’abeille est particulièrement avantageuse en ce qu’elle autorise la fabrication de première composition dotée d’un rapport « volume de la/des cavité(s) / volume total de la première composition » très intéressant, en particulier supérieur ou égal à 0,5, voire supérieur ou égal à 0,75, sans préjudice sur la préhension et la robustesse de la première composition aux contraintes mécaniques susceptibles de lui être appliquées et/ou au stockage. En d’autres termes, cette structure nid d’abeille offre un excellent compromis entre volume de cavité et résistance mécanique.
Avantageusement, une première composition solide comprend plusieurs cavités qui adoptent une structure en forme de nid d’abeille comprenant des parois ayant une épaisseur comprise entre 10 μm et 600 μm, de préférence entre 20 μm et 500 μm, en particulier entre 30 μm et 400 μm, tout particulièrement entre 50 μm et 300 μm, voire entre 100 μm et 200 μm.
Selon une première variante, une première composition est anhydre. Par « anhydre », au sens de la présente invention, on entend désigner une composition qui comprend une teneur en eau inférieure à 5 % en poids, de préférence inférieure à 1 % en poids et en particulier inférieure à 0,5 % en poids, par rapport au poids total de ladite composition.
De préférence, une première composition est dénuée de tensioactif.
Procédé de fabrication de la première composition Une première composition peut être obtenue par tout procédé connu de l’homme du métier adapté à la fabrication d’une composition solide, moyennant les adaptations nécessaires pour assurer la formation des cavités et donc satisfaire au critère de porosité requis.
Procédé n°1 Selon une première variante, un procédé de fabrication d’une première composition comprend au moins les étapes consistant à :
(i) disposer d’une phase grasse, d’une phase dérivant d’une réaction de saponification et/ou d’une phase comprenant au moins un détergent synthétique (ou tensioactif) (ie phase SYNDET), sous forme liquide ou semi-liquide, ;
(ii) couler la phase de l’étape (i) dans un moule et séchage jusqu’à obtention d’une phase solide,
(iii) découper la phase solide de la forme souhaitée, et
(iv) former des cavités, ce par quoi on obtient une première composition.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé de fabrication de la première composition repose sur un procédé de saponification (ou « empâtage »).
L’emploi de l’extraction liquide-liquide pour l’extraction sélective de lithium de saumures naturelles ou artificielles a été étudié depuis de nombreuses années.
Ainsi, le brevet US 3,306,712 décrit l’emploi d’alcools ou de cétones pour l’extraction sélective de LiCl, LiBr ou LiI de saumure de CaCl 2 avec une régénération du solvant à l’eau en présence d’urée pour en extraire le CaCl 2 co-extrait.
Gabra et Torma [1] ont étudié l’extraction de LiCl, NaCl, KCl et CaCl 2 par de nombreux alcools montrant des coefficients de séparation (Li, Na), (Li, K) et (Li, Ca) respectivement inférieurs à 3,21, 2,9 et 9,17. L’alcool présentant les meilleures performances est le n-butanol malgré une relativement forte co-absorption de CaCl 2 . Globalement, la solubilité du LiCl augmente avec une baisse de la masse molaire de l’alcool mais il faut augmenter cette masse molaire pour réduire la solubilité des chlorures alcalino-terreux, MgCl 2 et CaCl 2 .
Bukowsky et Uhlemann [2] ont proposé l’emploi de mélanges de solvants d’alcool isopentylique associé au 2-éthyl-1,3-hexane, au diisopropyl éther ou au diéthyl éther afin de fortement réduire la co-extraction des chlorures alcalino-terreux, mais ceci se fait au détriment de l’extraction du LiCl avec des produits finalement bien trop solubles à l’eau.
Le brevet US 3,793,433 a proposé l’extraction par solvant de lithium par emploi de β-dicétone halogénée et d’oxyde de trioctylphosphine (TOPO) dans du benzène avec régénération à l’acide (0,15 N HCl). Des facteurs de séparation (SF) supérieurs à 1 000 sont donnés par rapport aux autres métaux alcalins Na + , K + , Rb + et Cs + mais cet extractant extrait bien plus favorablement les métaux alcalino-terreux Mg 2+ et Ca 2+ que le lithium (SF < 0,07) rendant l’extraction sélective du lithium impossible de toute saumure naturelle qui contient toujours des alcalino-terreux.
L’emploi d’extractants acides de type acide 2-éthylhexyl-phosphonique (D2EHPA) rencontre cette même difficulté car si les données expérimentales indiquent que le complexe Li-D2EPHA a une sélectivité élevée par rapport aux autres ions métalliques monovalents et que l’addition de phosphate de tributyle (TBP) a un effet synergique pour augmenter l’extraction du lithium, ces extractants acides extraient préférentiellement les métaux alcalino-terreux par rapport aux alcalins ([3]). Ainsi, les extractants commerciaux acides MEHPA, D2EHPA, Cyanex 272, PC88A, lonquest 801 ou autres ne sont pas adaptés à l’extraction sélective de lithium en présence de métaux alcalino-terreux.
Gao & al [4] ont regardé l’emploi de liquides ioniques à base d’imidazolium à chaines carbones de 4 à 9 carbones en présence de phosphate de tri-iso-butyle (TIBP). La formation du complexe [Li.2TIBP] + org a été établie avec une régénération à l’acide par échange de cation H + /Li + mais, la phase d’extraction du lithium se fait par échange de cation du liquide ionique (C 4 min + )/Li + ce qui ne permet pas de maintenir la performance d’extraction sur la durée par décomposition du liquide ionique.
Le brevet CN106498184 propose l’emploi de l’hexafluorophosphate de N -méthyl- N -( N’ -2-éthylcarbonyl-éthylpyrrole comme liquide ionique. Le brevet ne donne pas d’indication sur les conditions d’extraction et de désorption du LiCl.
Une autre approche a consisté à étudier les extractants neutres organophosphorés en présence de l’agent de coextraction Fer(III). Ainsi, le système TBP/méthyl isobutyl cétone (MIBK)/FeCl 3 ([5]) a attiré l’attention par l’extractabilité du couple Li + FeCl 4 - en présence d’extractants neutres à oxygènes donneurs. Il a ainsi été évalué la mise en œuvre d’un procédé d’extraction liquide-liquide avec ce ternaire d’extraction du lithium ([6]). Il apparaît que sa mise en œuvre est complexe du fait de la nécessité d’éviter la perte du Fe 3+ hydrophile par le maintien d’un environnement aqueux à forte concentration en anion chlorure Cl - et acide (pour éviter la précipitation du Fe(OH) 3(s) ) dans les phases de lavage et de désextraction (1 t HCl/t LiCl). A cela s’ajoute l’utilisation de NaOH pour la régénération de la formulation avant extraction (2 t NaOH/t LiCl). En remplacement du TBP, d’autres extractants neutres ont été étudiés tel que le N , N -bis(2-éthylhexyl) acétamide (N523) ([7]).
Afin d’éviter l’emploi de Fer(III), Zhou & al ([8]) ont proposé l’emploi de phosphomolybdate de sodium à structure hétéropolyacide en tant qu’agent de coextraction en association avec TBP/MIBK. Cette approche permet de réaliser un échange Na + /Li + en phase d’extraction. Une étape de lavage est ensuite mise en œuvre via un mélange à 2M de LiCl + NaCl (10/90) afin de purger les impuretés K + et Mg 2+ par échange de cations. Puis, l’étape de désextraction est réalisée à l’acide HCl à 0,24 M pour l’obtention d’un effluent acide de LiCl. Enfin, la phase organique doit être neutralisée par emploi de NaOH à 0,26 M pour permettre sa régénération avant son réemploi. Ce nouveau procédé d’extraction liquide-liquide par échange de cations sur ses quatre phases d’extraction, de lavage, de désextraction et de régénération apparait être théoriquement fonctionnel mais demande une excellente maitrise opérationnelle des rejets potentiel de différentes formes de molybdène potentiellement toxiques et présente des coûts élevés de réactifs chimiques.
US2022/274956A1 propose l’emploi de calixpyrroles à trois dimensions pour pouvoir encapsuler un sel, en particulier du LiCl en présence de NaCl et de KCl pour les deux applications d’extraction solide-liquide et liquide-liquide. Il n’y a pas d’information sur l’impact de la présence de métaux alcalins sur cette extraction pour savoir si cette solution est réellement sélective du lithium.
Ainsi, il n’est pas décrit dans la littérature de solution d’extraction liquide-liquide qui soit à la fois sélective vis-à-vis du lithium en présence de métaux alcalins et alcalino-terreux, sans emploi de réactifs chimiques et industrialisable à court terme (produits non toxiques, non coûteux, suffisamment insolubles dans l’eau…).
La présente invention porte donc sur une composition liquide organique hydrophobe pour l’extraction sélective d’un sel de lithium di-ionique comprenant un cation lithium et un anion complémentaire du cation lithium choisi notamment parmi Cl - , I - , Br - , CN - , NO 3 - , HCO 3 - à partir d’une saumure riche en lithium à traiter, ladite composition comprenant :
(A) au moins un composé extractant du cation lithium, choisi parmi les composés de formule :
dans laquelle : R1 et R2, identiques ou différents, sont, quelle que soit leur position sur un atome d’azote, indépendamment choisis parmi alkyle en C 1 -C 12 linéaire ou ramifié, aryle, cycloalkyle en C 4 -C 8 ; ou R1 et R2, pris conjointement avec l’atome d’azote qui les porte, forment un cycle à cinq, six, sept ou huit chaînons ; R3 est choisi parmi hydrogène, alkyle en C 1 -C 8 linéaire ou ramifié, cycloalkyle en C 4 -C 8 , alcoxyalkyle en C 2 -C 6 et alcoxyalkylaryle ; R4 est choisi parmi hydrogène, alkyle en C 1 -C 3 linéaire ou ramifié ; R5 est choisi parmi hydrogène, alkyle en C 1 -C 3 linéaire ou ramifié ; R6 est choisi parmi hydrogène, alkyle en C 1 -C 3 linéaire ou ramifié ;
(B) au moins un composé organique, protique et hydrophobe, solvatant l’anion complémentaire du cation lithium ; et
Du fait de cette très forte demande qui dépasse l’offre, le prix du Lithium est passé de 16 750 US$/tonne LCE en 2018 à 71 750 US$/tonne LCE en 2022. Or cette demande excédentaire n’est pas prête de s’atténuer rapidement du fait de moyens de production minière du lithium non à même de suivre la demande.
En effet, si le lithium est largement disponible sur terre, soit sous forme de roche minérale (Spodumène, Lépidolite, Pétalite…), soit sous forme de sel (LiCl, Li 2 SO 4 …) dissous ou non dissous dans de l’eau, son extraction (186 kt Li) est aujourd’hui encore relativement modeste par rapport aux autres métaux de la transition énergétique se comptant en millions de tonnes (Fer : 1 500 Mt ; Aluminium : 65 Mt ; Cuivre : 20 Mt ; Manganèse : 19 Mt ; Zinc : 12 Mt ; Chrome : 12 Mt ; Titane : 8 Mt ; Plomb : 4,7 Mt ; Nickel : 2.5 Mt).
En particulier, les saumures riches en lithium sont généralement prélevées du milieu naturel en tant que saumures continentales issues de bassins endoréiques Andiques ou Tibétains, de saumures d’eaux de production pétrolière, de saumures géothermales et autres.
Dans les cas d’application actuels, les mines de sels à forte concentration de LiCl emploient des marais salants pour évaporer l’eau des saumures extraites du sous-sol et permettre la reconcentration du lithium de 200-2000 mg/L à plus de 50 g/L voire jusqu’à 80 g/L. Cette phase est réalisée sur des centaines d’hectares de bassins d’évaporation longs à construire (3 à 4 ans) et qu’il faut entretenir sur la durée pour éviter les fuites et infiltrations. De plus, cette évaporation naturelle est dépendante de l’ensoleillement et du climat général avec une phase de reconcentration allant de 12 à 24 mois pour aller du puits à la production de ce concentrât, générant une variabilité de la production, tant en volume qu’en qualité, associée à des millions de tonnes de sel cristallisés (NaCl, Na 2 SO 4 , K 3 Na(SO 4 ) 2 , KCl, Na 2 Mg(SO 4 ) 2 .4H 2 O…) à évacuer régulièrement pour maintenir une capacité d’évaporation-cristallisation.
Après cette première phase, est obtenu un concentrât de lithium pouvant intégrer tous les ions de la saumure de départ, ce qui génère aujourd’hui la mise en œuvre de nombreuses étapes de traitement de la saumure en aval pour enlever les impuretés minérales autres que le lithium afin d’obtenir finalement le lithium désiré généralement sous forme de Li 2 CO 3 après carbonatation. Ainsi, il est courant d’exploiter après ces bassins d’évaporation solaire plusieurs unités placées en série pour extraire le bore par extraction liquide-liquide, puis pour précipiter chimiquement le calcium, le magnésium et les sulfates, suivi d’un cristalliseur de KCl, puis de résines échangeuses d’ions pour enfin atteindre l’unité de finale de carbonatation. Celle-ci assure la séparation du sodium résiduel Na + et du lithium Li + via une précipitation à 80°C de carbonate de lithium Li 2 CO 3 par ajout de carbonate de sodium Na 2 CO 3 :