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Procédé et dispositif pour le mélange de béton ou de
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--------------------------------------------------- ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯- matières analogues. ------------------
La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de béton ou de mélanges analogues ainsi qu'un dispositif pour la réalisation de ce procédé.
La nouveauté réside pour ce procédé, suivant la présente invention, dans le fait que les différents constituants du mélange sont mesurés et réunis dans une seule benne puis envoyés par périodes à un dispositif de chargement d'où ils parviennent en petites quantités, continûment, dans le tambour de mélange et sont mélangés de façon continue.
L'avantage de ce procédé consiste en ce qu'une répartition exactement mesurable, se faisant par période, des constituants de la matière à mélanger, contenant le mélange par charges est réunie à un mode de mélange ininterrompu, ce qui produit des débits particulièrement avantageux.
On connaît déjà différents procédés et dispositifs pour la préparation de béton ou de mélanges analogues :
1) Le mélangeur continu.
Dans ce mélangeur, les matières sont réparties toutes séparément par un dispositif de transport spécial et ensuite mélangées dans le tambour en une opération continue. Les
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avantages sont un grand débit et un mélange uniforme.
Les inconvénients sont une amenée peu précise par suite du caractère différent de la matière qui peut être grossière, fine, sèche, humide, et de ce fait la nécessité d'une surveillance soigneuse et d'un réglage correspondant des organes de répartition. Il n'y a pas de possibilité de répartir, de mélanger et d'enlever séparément les quantités de matière les plus petites suivant les unités de poids et de volume.
Il en résulte toujours des difficultés dans la réalisation des travaux dans lesquels il s'agit de travailler constamment avec d'autres constituants du mélange, par exemple dans la fabrication des pierres artificielles. Comme les organes de répartition doivent présenter toujours une hauteur de remplissage déterminée pour fonctionner avec quelque précision, il n'est pas possible de traiter de petites quantités jusqu'au bout lors de chaque mélange; au contraire les réservoirs de répartition doivent être vids pour amener une autre matière. Lorsque tous les mélanges, ou tous les deux ou trois mélanges on doit employer une autre matière, il est nécessaire de vider continuellement les réservoirs.
2) Le mélangeur à charges.
Dans le cas de celui-ci, la matière est distribuée par périodes dans le tambour de mélange et on introduit chaque fois un remplissage entier du tambour en une charge dans celui-ci, on l'y mélange d'abord à sec et ensuite à l'état hu- raide, pour le vider ensuite du tambour.
La répartition de la matière peut se faire ici avec précision et sous n'importe quel contrôle. La matière peut être répatie aussi bien en volume qu'en poids. De même chaque quantité individuelle de répartition peut'être mélangée et vidée indépendamment, ce qui est avantageux dans le cas d'une consommation minime et d'une matière variant constam-
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ment. L'inconvénient est au contraire le mode de mélange, vu que la charge introduite en une fois dans le tambour doit d'a- bord être mélangée pendant longtemps à sec et doit ensuite seu- lement être mélangée à l'état humide, ce qui nécessite un long temps de mélange pendant lequel on ne peut rien ajouter au tam- bour jusqu'au vidage.
Il est d'autre part nécessaire que le tambour de mélange soit établi pour la marche vers l'avant et vers l'arrière ou.soit capable de basculer en vue de la vidan- ge du mélange, ce qui rend nécessaire des manoeuvres continuel- les à chaque période de mélange.
3) Le prémélangeur à sec et le mélangeur humide combinés.
Dans ce mélangeur, la matière est d'abord amenée par périodes à un prémélangeur et après l'achèvement du prémélange elle est conduite à un mélangeur humide où elle subit le mélange définitif. Ce dispositif représente un double processus de mélange avec des organes de mélange doubles et des agencements de manoeuvre doubles et ne permet aucun mélange continu correct en une opération vu que pendant l'opération de mélange à sec, l'amenée au tambour de mélange humide doit être interrompue et pendant l'amenée de la matière de mélange du mélangeur sec dans le mélangeur humide, de nouveau aucune matière sèche nouvelle ne peut être amenée.
Les choses se présentent d'une façon différente dans l'objet de la présente invention. Ici la matière à mélanger, mesurée en quantités individuelles, peut être introduite en commun par périodes dans un réservoir préalable et être amenée alors en petites quantités de façon continue dans le tambour de mélange et être mélangée complètement sans interruption de l'allure continue. On réunit donc les avantages du mélangeur à charges et du mélangeur continu dans un seul appareil.
Pour permettre le nouveau procédé de mélange, les trois dispositifs nécessaires dans un mélangeur de béton, savoir :
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le dispositif de chargement, le tambour de mélange et l'amenée d'eau, sont confirmés d'une manière spéciale.
Le dessin représente l'objet de l'invention ou le dispositif pour la réalisation du procédé sous une forme donnée à titre d'exemple.
La fig. 1 montre une coupe longitudinale d'un dispositif de mélange.
La fig. 2 montre une coupe transversale et une vue de face partielle.
La fig. 3 est une vue de dessus du réservoir préalable.
La fig. 4 est une vue de l'arrivée d'eau.
Le dispositif de chargement consiste en une benne ou en un monte-charge 20 et en un réservoir préalable 1. avec dispositif de transport 2. La benne 20 est plate et complètement ouverte à la partie supérieure. Elle se meut dans une position horizontale en s'élevant jusqu'au réservoir préalable, où elle exécute un pivotement à angle droit de sorte que la matière parvient dans le réservoir préalable. Par la forme de réalisation plate et le pivotement à angle droit, la matière se renverse lors de la chute dans le réservoir préalable et subit ainsi déjà un certain mélange préalable. La benne de riante-charge 20 est actionnée au moyen d'un câble 45 par l'arbre 46.
Le réservoir préalable 1 possède en son milieu un fond dirigé obliquement vers le haut. Les bords dressés 4 sont inclinés vers la chambre de gauche et vers la chambre de droite du réservoir. La matière tombant de la benne 20 dans le réservoir 1 arrive en partie sur le fond de répartition 3, 4 et est ainsi déviée de la direction de chute de sorte qu'il se produit un nouveau mélange. Des répartiteurs 47 prévus dans le réservoir 1 servent également au même but.
Dans le réservoir préalable 1 on a prévu un dispositif transporteur 2, par exemple deux vis sans fin ou deux palettes,
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à l'aide desquelles on effectue un nouveau mélange ainsi qu'un transport vers le tambour mélangeur 6.
Ce nouveau mélange ne provient pas seulement du mélange par suite de la rotation des vis mais il est augmenté au-delà de la mesure connue par le fait que les deux vis sans fin ne font pas avancer la matière uniformément; au contraire l'une des vis est un peu plus petite que l'autre avec une marche un peu plus rapide. De ce fait les couches postérieures de la matière dans le réservoir 1 sont amenées ensemble avec des couches antérieures de l'autre côté, c'est à dire que la matière se mélange dans la cuve sans que cependant l'un des cotés de la cuve subisse une vidange plus rapide que l'autre.
On obtient donc ce résultat que la matière répartie en une fois dans le réservoir préalable 1 n'est pas transportée plus loin par le dispositif transporteur suivant les mêmes couches dans lesquelles elle est tombée dans le réservoir et qu'outre le mélange que la matière subit de façon évidente lors de l'avancement par une vis sans fin de transport, la matière est déplacée dans ces couches et que par conséquent la matière se trouvant le plus en arrière d'une moitié du réservoir préalable est amenée avec de la matière située plus en avant de l'autre moitié du réservoir pour être mélangée en outre par l'action usuelle des vis sans fin.
Les vis sans fin 2 sont en outre disposées de telle mani- ère dans le réservoir 1 qu'elles se terminent déjà avant la trémie de sortie 43. De ce fait, la matière amenée par les deux vis sans fin subit encore, un peu avant la chute dans la trémie 43, une interruption dans le sens d'avancement normal autrement, par le fait qu'à l'extrémité des vis sans fin elle reçoit dans le réservoir un mouvement libre, s'accumule quelque peu, se glisse en mélangeait les couches pour tomber alors en tas plus ou moins grands, basculant de façon tout à fait
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différente dans la trémie et par conséquent dans le tambour de mélange 6.
Toutes ces opérations sont très importantes pour le nouveau procédé d.e mélange car il ne se produit pas un mélange de la matière en courant continu mais avec des déplacements continuels. Les tôles de répartition 3 et 4 du fond, prévues des deux cotés des vis sans fin 2 ont encore pour effet que la matière glisse complètement de la chambre médiane du réservoir 1 vers les vis sans fin ou le dispositif de transport. Les tôles 3 peuvent être prolongées par des clapets 5. s'ouvrant vers le bas, prévus sous les vis sans fin de sorte que lors de l'ouverture de ces clapets la matière/peut être évacuée complètement du réservoir 1 des deux cotés du tambour de mélange.
Il n'est pas nécessaire de faire remarquer que le réservoir préalable 1 peut également être disposé devant le tambour de mélange, à peu près à hauteur de l'axe médian.
Le tambour de mélange consiste en une paroi 6 qui est pourvue d'une manière connue, intérieurement, d'ailettes de mélange 7. Au milieu du tambour se trouvent des ailettes 8, 9, dirigées obliqueraent l'une vers l'autre, qui présentent une distance déterminée par rapport à la paroi 6 du tambour.
La matière est transportée vers l'avant dans le tambour par les ailettes de mélange avec chute libre et mélange intime. Elle est alors saisie par les ailettes 9 et rejetéede nouveau vers l'arrière vers les ailettes postérieures 8 qui la repoussent vers l'avant. La matière effectue ainsi un mélange avec celle qui lui fait suite dans le tambour et sort par suite de l'accumulation dans la partie antérieure du tambour,lorsque l'orifice du tambour est ouvert.
L'orifice de sortie 12 du tambour est disposé excentriquement dans le fond 11. De ce fait la matière s'accumule, lorsque l'orifice est à la partie supérieure, contre la paroi inférieure du couvercle et est saisie par une plaque
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déviatrice 10 prévue au-dessus de la fermeture et rejetée entre les ailettes de mélange antérieures 9 pour être mélangée encore au dernier moment, avant la sortie à la matière qui reflue.
L'orifice de sortie 12 du tambour est ouvert ou fermé automatiquement par un couvercle 13 à l'aide d'un câble 16, d'un galet 17 et d'un dispositif de manoeuvre 18, 19. L'ouverture et la fermeture de l'orifice 12 se produisent toujours lorsque celui-ci se trouve dans la position supérieure. On obtient ainsi ce résultat que l'enlèvement du béton peut être interrompu à tout moment, même lorsque le tambour est assez rempli, vu que dans cette, position il ne peut s'écouler de matière.
Si l'on fermait le tambour de la manière connue, la matière arrivant toujours lorsque le tambour est rempli se placerait lors de la fermeture du couvercle, entre le bord du tambour et le couvercle de fermeture et rendrait la fermeture non étanche.
La conséquenceserait que le coulis fluide de ciment s'écoulerait et que seul le mélange de gravier resterait dans le tambour. Le ressort 15 prévu dans l'articulation 14 du couvercle produit une ouverture du couvercle 13 lorsqu'on dégage la fermeture 16, 17.
Il est à remarquer encore que la benne de monte-charge 20 est suspendue dans un chariot 21, 22 et est maintenue par des butées 23 dais le guidage. Elle a la forme d'un wagonnet et se, dégage automatiquement du chariot 21 lorsqu'elle se pose sur le sol, de sorte qu'elle peut être.transportée ailleurs sur des rails.
L'amenée d'eau se fait de telle manière qu'un débit réglable déterminé s'éooule pendant un temps précis à chaque amenée périodique de la matière. Ce temps précis réglable de l'écoulement de l'eau est très important vu que la matière s'écoulant en petites quantités du réservoir préalable dans le tambour doit être mouillée à chaque instant, lors de l'entrée
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dans le tambour, au moyen de la quantité d'eau voulue. La durée d'écoulement de l'eau doit également correspondre à celle de la marche d'une benne remplie de matière.
L'emploi d'un dispositif répartiteur d'eau connu dans les mélangeurs 'en charges n'est pas possible ici car dans ce cas l'eau atteindrait brusquement en un court intervale la matière arrivant dans le tambour et mouillerait trop fortement cette partie de la matière tandis que la matière suivante ne serait pas mouillée.
Si on voulait employer au contraire, cncmne dans le mé- langeur continu, un écoulement d'eau continu, l'eau s'écou- lerait constamment c'est à dire également lorsqu'il n'y a pas de matière en circulation dans le tambour de mélange, vu que le mouillage est établi pour une allure ininterrompue de la matière et n'est pas interrompu périodiquement suivant l'arrivée de la matière par saccades.
Il est vrai que dans le mélangeur en charges il se produit une amenée et une interruption périodiques de l'eau, mais la durée de l'amenée n'est liée à aucune unité de temps, c'est à dire ne correspond pas à la durée du passage de la matière s'effectuant périodiquement.
L'amenée d'eau s'effectue, dans l'objet de la présente invention, à partir du réservoir à eau 40 par l'intermédiaire d'un tuyau 44 dans le tambour mélangeur 6. L'intensité du flux peut être réglée d'une manière connue par une soupape. Dans le réservoir 40, on a disposé une soupape de fond 39. Cette dernière est reliée à un segment de manoeuvre 31 qui est mis en action par la benne 20 lors de la montée. Ceci se fait de la manière suivante :
Sur la soupape de fond 39 on a prévu une tringle 38.
Cette dernière est reliée à un levier 37 sur lequel se trouve un galet 36. Au-dessus de ce galet, on a prévu une came 32 qui est fixée à un segment dentê 31. La came peut
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être déplacée, quant à sa position sur le segment denté, à l'aide d'une fente 33 et d'une vis de pression 34.
Le segment denté 31 est maintenu dans la position de zéro suivant le dessin par un ressort 41 et une butée. Il peut être mis en rotation autour de son axe d'appui à l'aide d'un cliquet 28 et d'un levier 29 qui est actionné par un arbre de la machine par exemple l'arbre de vis sans fin 2, à l'aide d'un excentrique. Un second cliquet disposé à côté du cliquet 28 et qui est monté sur un point fixe maintient la roue à rochet ou le segment 31 immobilisé après chaque avancement du cliquet 28. Par la rotation du segment 31 et par conséquent de la came 32, le nez 35 appuie sur le galet 36 et repousse le levier 37 avec la tringle 38 vers le bas, de sorte que la soupape 39 se ferme. En-dessous des deux cliquets 28, on a disposé un levier coudé 30 auquel est fixé un câble 26 qui se termine à un levier 25.
Ce levier peut être manoeuvré au moyen d'un levier 24 qui est actionné par la benne de montecharge 20. Si le levier 25 est actionné par le monte-charge, les deux cliquets 28 sont retirés pendant un court temps du segment denté 31 au moyen du câble 26 et du levier 30. Pendant ce temps le segment denté s'abat par suite du ressort 41 dans sa position initiale suivant la fig. 4, tandis que la soupape 39, qui est reliée au tringlage 57, 38 s'ouvre par suite de 1' action d'un ressort 42. Le segment denté est alors mis en rotation vers l'avant d'une dent chaque fois par la tige de poussée en mouvement de va-et-vient 29 et le cliquet 28 se trouvant sur celle-ci, tandis que la came 35 qui presse sur le galet 36 s'avance lentement et ferme la souple.
Dans cette position de fermeture, le cliquet mobile 28 se meut sur une partie sans dent du segment 31.
Comme la pièce de came 32 peut être déplacée sur le segment SI., la soupape peut être fermée plus tôt ou plus tard, la période d'écoulement de l'eau peut être raccourcie ou al-
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longée.
Le temps de rotation du segment denté 31 est calculé de telle manière qu'il correspond au temps d'une circulation d'un récipient du monte-charge plein de matière pour le trajet du dispositif de transport 1,2 au tambour 6. L'écoulement de l'eau est alors interrompu.
Comme suivant la diversité des matières, le temps de passage de celles-ci vers le tambour varie quelque peu on peut régler avec précision le temps d'écoulement de l'eau par le dé- placement de la came 32.
Il va de soi que le réglage de l'eau peut être effectué d'une autre manière, l'écoulement périodique devant être en principe approprié au temps d'écoulement de la matière.
Le fonctionnement est le suivant ;
La matière, telle que du gravier, du sable,du ciment, et des matières analogues, est mesurée d'une manière connue, introduite dans la benne de répartition ou le monte-charge et la benne est soulevée jusqu'au-dessus du récipient préalable 1.
Dans cette position, la benne exécute un pivotement à angle droit, de sorte que la matière qui s'y trouve se déverse et se mélangepar suite de la forme plate complètement ouverte, lors de la chute. Lors du choc de la matière sur le fond de répartition 3,4 et sur le répartiteur 47 dans le réservoir 1, la 'matière est encore détournée et malaxée et parvient ensuite dans le mécanisme de transport se trouvant dans le réservoir où elle est amenée au tambour de mélange avec un malaxage à sec continuel d'une manière connue et une translation longitudinale d'un genre nouveau en sens inverses.
Lors de la renoontre de la benne et du levier 24, elle met en service l'arrivée d'eau de sorte que la matière se déplaçant dans le tambour est mouillée.
Entre les ailettes 8 et 9, la matière est projetée en va-et-vient et est amenée par les palettes 7 vers l'orifice
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de sortie 12 situé à l'avant. L'organe de rejet 10 disposé au-dessus de l'ouverture 12 produit au dernier moment, avec l'aide de la fermeture à disposition excentrique du tambour, encore une projection de la matière sur les dernières ailettes
9 et sur les palettes de transport 7, de sorte qu'elle se mé- lange encore une fois à la matière qui suit.
S'il faut effectuer des enlèvements par périodes de la matière, le couvercle 13 reste fermé et est ouvert suivant les besoins ou fermé dans la position supérieure. Si l'on veut extraire de façon continue, le couvercle 13 reste ouvert.