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Description

APPAREIL POUR LA PREPARATION DE MELANGES FORMES DE MATERIAUX SOLIDES A L'ETAT GRANULEUX OU PULVERULENT ET DE MATIERES AGGLOMERANTES PLASTIQUES, ET PROCEDE
POUVANT ETRE EFFECTUE AVEC CET APPAREIL.

La présente invention est relative à un appareil permettant la préparation de mélanges formés de matériaux solides à l'état granuleux ou pulvérulent d'une part avec des matières agglomérantes plastiques ou collan- tes à l'état liquide ou liquéfié d'autre part. Ce mélange est obtenu dans l'appareil suivant l'invention en faisant tourbillonner les matériaux soli- des dans un milieu gazeux de façon à les maintenir en suspension ou en flottai- son et de les mélanger dans ce milieu avec un volume prédéterminé de matières agglomérantes ou collantes, pulvérisées sous pression par des gicleurs dans ce milieu gazeux, de sorte que les deux constituants du mélange adhérent l'un à l'autre par impact.

Les tourbillons, grâce à leur énergie inhérente, main- tiennent pendant un temps suffisamment long les particules des matériaux so- lides en flottaison pour permettre aux deux constituants du mélange d'adhé- rer mutuellement,
Jusqu'ici on employait, pour obtenir de tels mélanges - par exemple des mélanges de matières pierreuses avec de l'asphalte bitumineux - des appa- reils dans lesquels on pétrissait sous 'pression les deux constituants, for- çant ainsi les matières agglomérantes dans les espaces se -' trouvant entre.. les
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particules des $8.ltérilj.ux so.3de s. < L - ( t Dans î'kbpaeil son' 1.

.présente invention, au contraire, leslma- tériaux solidessont tourbillonnés par des roues à palettes dans une zone ga- zeuse dans laquelle ils sont ensuite maintenus en flottaison grâce au tour- billons de ce milieu gazeux, de. sorte que les matières agglomérantes, pulvéri- sées sous pression dans ce milieu gazeux, peuvent facilement s'introduire en- tre les particules en flottaison et sur les surfaces exposées de ces dernières.

Avec l'appareil, objet de la présente invention, il est possible de mélanger même des particules de poussière d'une grande finesse de façon ' individuelle et intime avec les matières liantes sans que des ni@s ou des', gruments se forment. Ceci était impossible avec les appareils connus jusqu'ici.

L'appareil qui va être décrit permet l'obtention de mélanges sui- vant deux variantes :
La matière solide peut constituer la phase externe, c'est-à-dire que dans les particules de la dispersion, de fines particules de la matière plastique sont saupoudrées ou recouvertes de fines particules de la matière solide. Dans cet état le mélange n'est pas collant.

Selon l'autre variante c'est la matière plastique qui constitue la phase externe, c'est-à-dire que de fines particules de la matière soli- de, parmi les particules de la dispersion, sont enduites de revêtements ex- trêmement minces de la matière plastique.

Un autre but de l'appareil faisant l'objet de la présente inven- tion consiste en un système d'alimentation pour les gicleurs servant à pul- vériser les matières liantes, lequel système forme une unité dont les appa- reils sont disposés dans un récipient commun et maintenus tous à une tempé- rature égale de façon à maintenir la viscosité des matières agglomérantes passant à travers ce système d'alimentation à un degré optimal. Ge système d'alimentation forme une unité comprenant un filtre pour le nettoyage des matières liantes qui pénètrent dans ce système à l'état liquide ou liquéfié, un pèse-liquide à indicateur optique et une pompe servant àalimenter les gicleurs. Au moyen de ce système d'alimentation il est possible de régler à l'avance le volume des matières liantes destinées à être pulvérisées par les .gicleurs.

L'alimentation de ces derniers cesse automatiquement dès que ce volume prédéterminé a été pulvérisé,
Le mélangeur proprement dit présente un récipient, dont les dimen- sions sont calculées de façon à donner suffisamment d'espace aux matériaux so- lides destinés à y être traités. De préférence, on donnera au dit récipient un cubage trois fois supérieur au volume des matériaux solides qu'il est des- tiné à "contenir.

Dans le récipient ainsi dimensionné les tourbillons et la flottai- son des matériaux solides sont provoqués par des roues à palettes disposées sur des arbres rotatifs disposés horizontalement dans le récipient, et dont les palettes ont une forme et une vitesse de rotation telles que les parti- cules des matériaux solides sont projetées dans le milieu gazeux se trouvant au-dessus desdites roues à palettes et maintenues en flottaison dans cette zo- ne.

La vitesse circonférentielle des palettes sera de préférence d'en- viron 3 m/sec et le nombre de palettes peut varier entre 8 et 30 par arbre.

La disposition des palettes est telle que celles-ci provoquent outre le tourbillonnement déjà mentionné une circulation horizontale des ma- tériaux solides et des zones de tourbillonnement de sorte que des surfaces toujours nouvelles sont présentées aux matières liantes pulvérisées. L'ac- tion du mélangeur se trouve par là sensiblement activée et intensifiée.

Une forme de mise en oeuvre de l'invention sera maintenant décri- te et illustrée à titre d'exemple en se référant aux dessins annexés qui font partie de la présente description et sont donnés à titre explicatif de l'invention. D'autres formss de réalisation faisant application des princi- pes généraux de l'invention demeurent réalisables sans pour cela s'écarter de l'esprit de la présente invention.

Dans ces dessins :
La fige 1 montre schématiquement l'ensemble d'un appareil pour la préparation de mélanges bitumineux.

La fig. 2 représente avec plus de détails une coupe verticale à travers le dispositif mélangeur se trouvant à l'extrême gauche à la fig, 1.

La fige 3 est une coupe horizontale selon la ligne III-III de la fig. 2, à travers ledit dispositif mélangeur, et les figs. 4 et 5 sont des schémas de circuit 'concernant la comman- de de l'alimentation des gicleurs. '

Dans l'ensemble des dessins ci-joints l'invention est illustrée sous forme assez schématique et, pour obtenir plus de clarté dans les figures, il a été fait abstraction des détails de la constructionet de divers moyens de commande ou de manoeuvre et d'autres éléments n'étant pas essentiels à l'explication et à l'illustration de l'invention.

Le mélangeur proprement dit est désigné par la référence 1 et est représenté en coupe dans les figures 2 et 3 Il figure aussi schématiquement à l'extrême gauche de la fig. 1. Il est formé par un récipient fermé, com- prenant un bassin 3 ayant des parois latérales '2 et recouvert par un couver- cle 4. L'intérieur du bassin 3 est pourvu, dans sa partie inférieure, de pla- ques de détérioration 11. Le vidange du mélangeur peut être effectué au meyen d'une rigole semi-circulaire 12, servant, dans une position, en l'occurence celle représentée à la fig. 2, à fermer le fond du bassin 3 mais qui, par une' rotation axiale de 180 ouvre ledit fond et permet l'écoulement par ladite ri- gole 12 des matières contenues dans le mélangeur.

Deux arbres 5 et 6 sont montés relativement dans des roulements à . galets 13 et entrainés en sens de rotation contraire par un moteur non repré- senté agissant sur l'un des deux pignons 9 et 10, entraînant le premier l'ar= bre 5 et le second l'arbre 6. Des bourrages 7 et 8 facilement échangeables- sont prévus pour chaque arbre à son passage à travers les parois latérales 2.

A l'intérieur du mélangeur les arbres 5 et 6 sont pourvus de bras 14 respecti- vement 15 s'étendant radialement en forme d'étoile à partir de l'arbre-:et présentant à leurs extrémités des palettes de malaxage en forme d'hélices 16 et 17 respectivement. Ces palettes sont montées sur leur arbre respectif de façon à ce qu'une étoile de palettes sur l'un des arbres alterne avec une étoile de palettes sur l'autre arbre. La forme des palettes est telle que la rotation des arbres provoque non seulement des zones de tourbillonnement au-dessus des étoiles, mais également un mouvement circulatoire horizontal.

Ceci est obtenu en modifiant l'angle des palettes qui peut varier entre 30 et 60 par rapport à l'arbre.

Des gicleurs 18 sont prévus en deux rangées au-dessus des palettes dans l'espace limite par le couvercle 4 du mélangeur 1. Ces gicleurs-18 sont destinés à pulvériser les matières agglomérantes en forme d'un brouil- lard dirigé dans le milieu gazeux contenant les matériaux solides en flottai- son. Il sont alimentés en matières agglomérantes liquides ou liquéfiées par une tuyauterie 19 branchée à un système d'alimentation comprenant entre au- tre un filtre, un pièse-liquide, une pompe, ces éléments formant une unité sé- parée et étant disposés de façon à pouvoir régler automatiquement le débit de matières agglomérantes et d'arrêter automatiquement ce débit en direction des gicleurs.

Ce système est représenté schématiquement à la fig, 1 et com- prend un filtre 21, un appareil de mesure volumétrique 22, une pompe à haute pression 23 actionnée par un moteur électrique 24, une soupape de réglage 25, et des tuyaux de chauffage 27 le tout formant une unité entourée d'un réci- pient 28.

L'alimentation des'gicleurs 18 en matières agglomérantes se fait par charges prédéterminées, le volume de ces charges (dépendant du volume des ma- tériaux solides avec lesquels les matières agglomérantes doivent être mélan- gées.

Le fonctionnement de cette alimentation des gicleurs et le suivant : Les matières agglomérantes sont chauffées dans un fourneau 31. Une pompe 32 amène, par des tuyaux isolés 33 et 34, ces matières en étant liquide dans un réservoir 35 entouré d'isolation. Un tuyau de trop-plein 36 est destiné à ramener, le cas échéant, le liquide superflu dans le fourneau 31.

Du réservoir 35 le liquide coule par un tuyau isolé 37 dans le filtre 21 situé à l'intérieur du récipient 28. :Afin de maintenir à une température égale tous les instruments et appareils contenu dans le récipient 28, celui-ci est rempli d'un fluide de conditionnement thermique chauffé par les tuyaux de chauffage 27. De ce fait le liquide passant par ces divers ap- pareils est également maintenu à une température égale et partant, sa visco- sité reste constante permettant plus loin l'obtention d'un pulvérisation éga- le et optimale des matières agglomérantesr Quittant le filtre 21 le liquide

en passant par un tuyau de raccordement 29 entre dans le pèse-liquide volume- trique 22.

Ce dernier est relié par une transmission 38, qui peut être flexi- ble ou rigide, à ùn indicateur optique 39, comprenant sur un cadran 40 une ai- guille de mesure 41 et une aiguille de réglage 42, cette dernière servant à régler d'avance le volume de matières agglomérantes nécessitées dans le mélan- geur. La commande par contacts électriques de l'aiguille de réglage 42 est telle que cette dernière interrompt par le truchement d'un embrayage magnéti- que 44 l'alimentation des gicleurs 18 en matières agglomérantes dès que les deux aiguilles 41 et 42 sont en coïncidence, ce qui est le cas aussitôt que le volume de liquide prédéterminé et réglé par la position de l'aiguille de réglage 42 a passé par le pèse-liquide.

Immédiatement après, l'aiguille de me- sure 41 est ramenée à sa position de départ dans laquelle elle est représentée à la fig. 1.

La fige 4 représente un schéma de circuit pour la commande électri- que du système d'alimentation des gicleurs au moyen d'un moteur à pompe fonc- tionnant par intermittances.

Ce moteur qui est, désigné comme à la fig. 1 par la référence 24 actionne, la pompe 23. 22 désigne de nouveau le pèse-liquide volumétrique re- lié à l'indicateur 39 par la transmission 38 dans laquelle est branché l'en- brayage magnétique 44. Le moteur 24 est branché sur le réseau en passant par un disjoncteur thermique à excès de courant 51. L'indicateur 39 est branché dans le circuit du moteur par ses contacts 52 de façon telle que ce circuit est interrompu dès que les aiguilles 41 et 42 de l'indicateur coïncident. Un transformateur 53 est branché sur les phases a) et b) alimentant le moteur 24, lequel transformateur 53 alimente par un redresseur 54 l'aimant 55 de l'embrayage magnétique 44.

Un contact d'ouverture 56 servant au contrôle du mécanisme de l'indicateur 39 est branché dans ce circuit. Ce contact 56 est actionné par le mouvement de l'aiguille de mesure 41, au cas où, après son passage sur le contact 52, le moteur 24 continuait à être alimenté en courant.

Le volume de matières agglomérantes qui doit être amené, aux gicleurs est réglé au moyen de l'aiguille de réglage 42 de l'indicateur 39. En action- nant le bouton interrupteur 57 on :ferme le circuit ce qui a pour résultat la mise en marche du moteur. Simultanément l'aimant 55 de l'embrayage magnétique 44 est alimenté'en . courant passant par le transformateur 53 et le redresseur 55 de sorte que l'accouplement mécanique. entre .,le pèse-liquide et l'indicateur, et partant l'alimentation en liquide des gicleurs jusqu'à l'occurence du volu- me précédemment réglé au moyen de l'aiguille 42, est assuré.

Dès que l'aiguille de mesure 41 coïncide avec l'aiguille de réglage 42 le contact 52 est ouvert et le moteur arrêté. Simultanément l'armant 55 cesse d'être alimenté en courant et l'aiguille 41 peut retourner dans sa po- sition initiale sous l'action d'un ressort.

Au cas où l'un de:ces organes ne répondrait pas le courant ne se- rait pas coupé et le moteur continuerait à marcher. Dans ce cas le contact d'ouverture 56 entre en fonction, en ouvrant le circuit de l'aimant 55 dès que les aiguilles 41 et 42 sont en coïncidence. De cette façon, l'on évite un avancement forcé des deux aiguilles coïncidentes et par là un endommage- ment de l'indicateur.

L'opération décrite doit être effectuée à nouveau pour chaque nou- velle charge de matières agglomérantes destinée aux gicleurs, Un bouton d'arrêt est prévu permettant l'arrêt de la machine au milieu d'une opération.

Un autre interrupteur 59 permet de faire fonctionner la pompe seule.

Un autre possibilité de schéma de circuit est représentée à la fig. 5. Elle diffère du schéma qui vient d'être décrit en ce qu'elle s'adap- te à un système dans lequel le moteur de la pompe marche continuellement.

Comme dans le schéma précédant (fig. 4) le moteur 24 actionne la pompe 23.

Le pèse-liquide 22 est relié au moyen d'un embrayage magnétique 44 à aimant 55 à l'indicateur 39. Le moteur 24 est branché sur le réseau en passant par un disjoncteur thermique à excès de courant 51. La mise en marche et '

l'arrêt du moteur%4 sont 'effectués depuis les boutons interrupteurs 57 et
58 respectivement., L'interrupteur biphasé 61 est branché sur les phases a) et b)

et dérivé du circuit général derrière l'interrupteur triphasé 51. La. fermeture du circuit par l'interruqteur 61 actionne une soupape électrique
62 et alimente simultanément en passant par le transformateur 53 et le re- dresseur 54 l'aimant 55 de l'embrayage magnétique 44. Egalement branché sur le circuit de l'interrupteur 61 est un contact d'ouverture 52 actionné par l'aiguille de mesure 41 de l'indicateur 39. Ce 'contact 52 coupe le courant dès que l'aiguille de mesure 41 coïncide avec l'aiguille de réglage 42.

Un contact d'ouverture de sécurité 63 est relié en série avec l'aimant 55 de l'embrayage magnétique 44. Ce contact est ouvert par le mou- vement de l'aiguille de mesure 41 dès que celle-ci dépasse le contact 52 com- me décrit pour le schéma de circuit selon la fig. 4, protégeant ainsi le mécanisme de l'indicateur en cas de non-fonctionnement du contact 52.

Le fonctionnement du système selon la fig. 5 est le suivant :
Le moteur 24 est mis en marche en pressant sur le bouton 57. La soupape 62 étant en position ouverte les tuyaux de la pompe ne sont pas sous pression et le liquide (matières agglomérantes) circule librement. Dès que le volume de liquide désiré est fixé par le réglage de l'ajjguille 42 de l'indicateur 39, l'opérateur ferme le circuit de la soupape 62 en pressant le bouton 64, La soupape 62 ainsi fermée la pompe aspire le liquide à traversa le pèse-liquide et l'amène sous pression aux gicleurs.

Le volume ayant tra- versé le pèse-liquide est continnellement indiqué par l'aiguille de-mesure
41, Dès que cette dernière coincide avec l'aiguille de réglage 42 le con- tact 52 est ouvert et le.circuit coupé. Il en résulte l'actionnement de la soupape 62 et de l'embrayage magnétique 44, provoquant une baisse de la pres- sion du liquide et l'alimentation des gicleurs cesse. Après la libération de l'aiguille de mesure par l'embrayage magnétique celle-ci retourne dans sa position initiale sous l'action d'un ressort.

Le contact de sécurité 63 relié à l'embrayage magnétique"n'entre en fonction que si le contact 52 fait défaut et ne coupe pas le courant dès cp.e les deux aiguilles 41 et 42 coïncident.. Pendant tout le temps le moteur 24 est en marche et pour amener une nouvelle charge de liquide aux gicleurs l'opérateur n'a qu'à actionner le bouton d'ouverture 61. L'interruption de cette alimentation se fait automatiquement dès que le volume de liquide prédéterminé et réglé au moyen de l'aiguille 42 a passé par le pèse-liquide et a été pulvérisé par les gicleurs,
En résumé l'appareil selon l'invention permet la préparation de mélanges formés de matériaux solides d'une part avec un volume prédétermi- né de matières agglomérantes en état liquide ou liquéfié d'autre part.

Trois opérations sont résumées en une seule phase de travail, à voir :le mesurage des matières liantes, l'alimentation-sous pression des gicleurs en matières liantes et le mélange de@ deux constituants par-la pulvérisation des matières liantes au-dessus des matériaux solides en flottaison. L'ali- mentation des gicleurs cesse automatiquement dès que le volume prédéterminé a été pulvérisé, et le malaxage est terminé. Le mélange n'a pas, comme dans tous les procédés jusqu'ici employés, besoin d'être pétri.

REVENDICATIONS.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

1.- Appareil pour la préparation de mélanges formés de matériaux solides à l'état granuleux ou pulyérulant d'une part, et de, matières agglo- mérantes plastiçues ou collâtes à l'état liquide ou liquéfié d'autre part, en faisant tourëillorner les matériaux solides et en:

pulvérisent sous pres- sion les matières plastiques, appareil servant, par exemple, à la préparation de mélanges bitumineux pour construirions et caractérisé par un dispositif mélangeur comprenant un récipient dont les dimensions sont calculées de fa- ÇOn à donner suffisamment d'espace aux matériaux solides destinés à y être traités, pour leur permettre de se d'sentasser et de se maintenir en état de flottaison pendant un laps de temps Suffisant àrecevoir en haute dispersion <Desc/Clms Page number 6> les particules de matières plastiques pulvérisées sous pression dans cette suspension de matériaux solides, ce récipient étant pourvu de roues à palet- tes branchées à un système d'entraînement et servant à tourbillonner les ma- tériaux solides,

ce récipient étant en outre pourvu de gicleurs disposés au- dessus de ces matériaux solides en flottaison et servant à pulvériser les matières agglomérantes plastiques, ces gicleurs étant branchés à un système d'alimentation formant une unité séparée et permettant de régler automatique- ment le débit de matières agglomérantes liquides ou liquéfiées et d'arrêter automatiquement ce débit en direction des gicleurs.

2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cubage du récipient du dispositif mélangeur correspond environ au triple du volume des matériaux solides destinés à y être traités., 3. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse circonférentielle du système d'entraînement est de 3 m/sec, en moyen- ne.

4.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les roues à pâlettes sont disposées axialement sur deux arbres horizontaux tour-' nant en sens contraire, et comprennent des palettes et bras de malaxage dispo- sés en forme d'étoiles sous des angles de 30 - 60 sur les deux arbres.

5. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que, selon le cubage du récipient on prévoit 8 - 30 palettes par arbre.

6. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ré- cipient est entouré de liquide servant à régler la température, 7. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sys- tème d'alimentation auquel sont branchés les gicleurs comprend un filtre, un pèse-liquide et une pompe et est disposé dans un récipient chauffé, dans le- quel une température constante est maintenue afin que les matières plastiques aient une viscosité constante durant leur passage à travers ledit système.

8. - Appareil selon les revendications 1 et 7,caractérisé en ce que le chauffage des appareils est obtenu par de l'huile chauffée circulant dans le récipient contenant ées appareils et autour des gicleurs.

9. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé par un dispo- sitif électrique de signalement et d'arrêt intercalé dans le système au- quel sont branchés les gicleurs, lequel dispositif permet de mesurer les matières agglomérantes passant à travers le système sus-mentionné ainsi que d'interrompre l'alimentation des gicleurs après le passage d'une quantité pré- déterminée de matières agglomérantes à travers ledit système.

10.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé par, un système électrique de soupapes permettant d'interrompre automatiquement* l'alimentation des gicleurs après le passage d'une quantité prédéterminée de matières plas- tiques, sans toutefois que la marche de la pompe pour ces matières soit in- terrompue.

11.- Procédé pour la préparation de mélanges formés de matériaux solides à l'état granuleux ou pulvérulent d'une part, et de matières agglo- mérantes plastiques ou collantes à l'état liquide ou liquéfié d'autre part, comme la préparation, par exemple, de mélanges bitumineux pour constructions, procédé effectué au moyen de l'appareil selon la revendications 1 - 10, ca- ractérisé par le fait qu'on effectue en une seule phase de travail de façon coordonnée et synchronisée, le dosage* des matières agglomérantes, l'alimen- tation des gicleurs sous pression et le mélange sans pétrissage par pulvéri- sation des matières agglomérantes au-dessus des matériaux solides en tour- billonnement .

12,- Procédé .selon la revendication 11, caractérisé par l'emploi de matières pierreuses à particules de différentes grosseurs comme maté- riaux solides, et de bitume asphaltique ou de goudron comme matière agglo- mérante.

13. - Procédé selon la revendication Il, caractérisé en ce que la <Desc/Clms Page number 7> pulvérisation des matières plastiques et la mise en flottaison des matériaux solides, et partant, la préparation du mélange et le transport horizontal de ce dernier commencent et se terminent simultanément. en annexe : 2 dessinso