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MELANGEUR A TAMBOUR.
La présente invention a trait aux mélangeurs ou malaxeurs à tambour rotatif servant à effectuer le mélange ou malaxage des matière pulvérulentes et granuleuses, avec ou sans liquides.
Le mélangeur à tambour rotatif horizontal se prête particulièrement aux opérations de mélange ou de malaxage qui exigent un grand débit ou capacité de production, par exemple pour le mélange des minerais de fer, du coke, etc., mais il ne se prête pas en soi au malaxage de matières qui y sont introduites sous forme de grandes charges individuelles. On obtient une meilleure action de mélange en faisant usage d'un arbre à lames ou dents, disposé le long et à l'intérieur du tambour, à l'intérieur de la position qui est occupée par la matière lorsque celle-ci est soulevée au contact d'un des côtés du. tambour pour l'effet de la rotation dudit tambour.
Les lames ou dents de l'arbre sont disposées angulairement afin de propulser la matière longitu- dinalement, mais leurs extrémités libres restent suffisamment à l'écart de la paroi du tambour pour permettre à une partie de la matière d'être élevée près de cette paroi par la rotation du tambour, sans que les dents fassent obstacle à ce mouvement de levée de la matière. La matière ainsi élevée retombe en cascade à partir d'un niveau qui est approximativement celui de la ligne axiale horizontale du tambour au moment où l'action de la pesanteur prédomine sur le frottement qu'exerce ladite matière sur la paroi, sa chute s'effectuant sur la couche de matière qui a été projetée vers l'avant par les dents.
Lè mouvement longitudinal relatif qui a lieu entre la partie de la matière projetée par les dents et la partie qui retombe en cascade produit une action de mélange et s'oppose à la tendance qu'ont les charges successives des matières à ne se mélanger qu'incomplètement en passant à travers le tambour encore sous forme de charges, auquel cas l'action de mélange résultant du retournement de la matière retombant en cascade est principalement limitée à la zone où se joignent deux charges successives.
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Toutefois, une action de mélange ou de malaxage encore meilleure est désirable pour certaines applications, et l'objet de l'invention est d'établir un mélangeur de ce type à tambour et arbre denté qui assure une meilleure action de mélange.
Conforméménet à la présente invention, un mélangeur à tambour rotatif horizontal comprend un tambour pourvu de deux ou plusieurs arbres dentés disposés dans la direction longitudinale du tambour à l'intérieur de la position qu'occupe la matière à mélanger pendant la rotation du tambour, et de moyens permettant de faire tourner lesdits arbres dentés à des vitesses différentes l'un par rapport à l'autreo Comme la rotation du tambour a pour effet d'élever la matière au contact d'un des côtés du tambour jusqu'à un niveau à partir duquel elle retombe en cascade d'une façon répétée, les arbres dentés sont de préférence disposés à des niveaux différents à l'intérieur du tambour.
Ainsi, dans le cas de deux arbres dentés, l'arbre denté inférieur est de préférence légèrement déporté par rapport à la ligne centrale verticale du tambour dans le sens de la rotation du tambour, et l'arbre denté supérieur est déporté dans une mesure beaucoup plus grande pour venir un peu au-dessous de l'axe central horizontal du tambour. Il est commode de disposer les deux arbres à la même distance radiale de l'axe du tambour. Dans le cas de l'un et l'autre des deux arbres dentés, il subsiste un certain intervalle entre les extrémités des dents et la paroi intérieure du tambour.
Avec des arbres dentés situés au même rayon à partir de l'axe du tambour et pourvus de dents de même rayon , il existe le même jeu entre les dents de chaque arbre denté et la paroi intérieure du tambour.
Le rayon des dents est tel que les arbres dentés sont à peu près entièrement immergés dans la matière en cours de mélange lorsque le volume de cette matière représente, par exemple, le tiers du volume intérieur du tambour.
La vitesse linéaire des extrémités des dents d'un arbre denté est nettement supérieure à la vitesse périphérique de la virole du tambour, par exemple 5 ou 20 fois plus grande. Il est préférable que les arbres dentés tournent dans le même sens que le tambour, afin de seconder à la fois la levée et la chute en cascade de la matière.
Lorsque les arbres dentés sont entraînés à différentes vitesses l'un par rapport à l'autre, la matière propulsée longitudinalement par l'un des arbres atteint, dans la direction longitudinale, une position qui diffère de celle atteinte par la matière propulsée par l'autre arbre denté, de sorte que, la partie de la matière qui est soumise à une propulsion directe de la part des arbres dentés subit une action de mélange répétée à mesure qu'elle progresse d'une extrémité du tambour à l'autre.
De plus, la matière qui est élevée par le tambour à partir du voisinage de l'arbre denté inférieur et qui est amenée à passer à travers l'intervalle subsistant entre la paroi intérieure du tambour et les dents, retombe en cascade sur l'autre arbre, qui est plus élevée et qui la mélange avec la matière dans laquelle il tourne, ce qui effectue une action de mélange supplémentaire. Par conséquenty en tout point de la longueur du tambour, une partie de la matière est entraînée longitudinalement à des vitesses différentes par les arbres dentés propulseurs respectifs, et ceci, en combinaison avec l'action de mélange supplémentaire de la matière qui retombe en cascade, s'oppose fortement à toute tendance de la matière à progresser à travers le tambour sous forme de charges incomplètement mélangées.
Les charges de matière successives sont ainsi bien mélangées avant d'atteindre l'extrémité de décharge du tambour.
On va décrire maintenant à titre d'exemple un mode de construction de mélangeur à deux arbres dentés selon l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
Figure 1 est une vue en élévation latérale mais principalement en coupe verticale, du mélangeur,
Figure 2 est une coupe par la ligne 2-2 de figure 1,
Figure 3 est une vue en plan,
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Figure 4 est une vue en bout correspondant à la figure 2.
Le tambour 1 est pourvu des bandages habituels 2 reposant sur des rouleaux 3et guidés par des rouleaux 4. Il est ferme à l'une de ses extrémi- tés par une plaque fixe 5 à laquelle est incorporée une goulotte d'alimenta- tion 6 et il fait saillie,à son autre extrémité, à l'intérieur d'une goulot- te de décharge 7 à partir de laquelle la matière mélangée tombe pour être enlevée à l'aide d'une bande transporteuse ou de quelqu'autre manière, la vapeur d'eau ou le gaz qu'elle est susceptible de contenir s'échappant par le haut.
Le tambour est entraîné par un moteur 8, par l'intermédiaire d'un en- grenage à vis sans fin 9 et d'une couronne dentée extérieure 10;
Deux arbres dentés 11 et 12, qui présentent une section de forme carrée et disposés à l'intérieur du tambour, traversent des plaques d'étan- chéité 13 et 14 portées respectivement par la plaque de fermeture 5 et par le côté intérieur de la goulotte 7, leurs extrémités extérieures étant suppor- tées par des paliers 15,16 dans des positions qui pont en relation avec la section transversale du tambour 1 comme représenta clairement à la figure 2.
En supposant que le tambour tourne dans le sens d, ,rorsum, tel qu'il est vu à cette figure, l'arbre inférieur 11 est déporté vers la gauche de la ligne centrale verticale 17 et l'arbre supérieur 12 est situé légèrement au-dessous de la ligne centrale horizontale 18 et est notablement déporté vers la gauche de la ligne centrale verticale, de sorte que ces arbres sont tous deux immer- gés dans la matière 19 qui s'élève au contact du côté gauche du tambour jusqu'à un niveau situé un peu au-dessus de la ligne 18, avant de retomber en cascade vers le fond du tambour.
Chacune des faces de la section carrée de chacun des arbres 11, 12 porte des dents ou lames 20, disposées par paires dont les éléments sont décalés l'un par rapport à l'autre, ces dents étant disposées obliquement par rapport à la face de l'arbre de manière qu'elles se meuvent à travers la matière pour la découper. Il ést en général commode que les deux arbres soient identiques en ce qui concerne l'inclinaison et le pas des dents, mais ceci n'est pas essentiel; de plus, des dents peuvent être omises à certains intervalles sur l'un quelconque ou chacun des arbres si l'on juge désirable de diminuer le taux local de projection de matière de l'arbre denté envisa - gé par rapport à l'autre.
A l'extrémité d'alimentation, les arbres 11,12 sont entraînés par une boîte de transmission commune 21 à partir d'un engrenage réducteur 22 actionné par un moteur 23, ce qui permet de choisir la vitesse de rotation qu'il peut être désirable de communiquer aux arbres dentés par rapport à la vitesse du tambour. La boîte de transmission commune 21 entraîne les arbres 11, 12 à des vitesses convenablement différentes, l'arbre inférieur 11 pouvant par exemple recevoir une vitesse de rotation de 50 % supérieure à celle de l'arbre supérieur 12, bien que la disposition inverse puisse aussi être adoptée.
Les extrémité;; 01.\.-3 dents 20 des deux arbres dentés restent à l'écart les unes des autres au cours de la rotation de ces arbres, et l'intervalle qui subsiste entre lesdites extrémités et la paroi intérieure du tambour est approximativement le dixième du diamètre total de chaque arbre.
Une disposition satisfaisante, dans le cas d'un tambour de 2,75 mètres tournant à une vitesse de 3 ou 4 tours par minute, comprend deux arbres dentés d'environ 70 cm de diamètre (mesuré aux extrémités des dents), l'arbre inférieur tournant à 150 tours par minute et l'arbre supérieur tournant à 100 tours par minute. Dans ces conditions, à chaque tour du tambour, la matière 19 avance de 1,05 m environ sous l'action de l'arbre denté inférieur, alors qu'elle avance de 0,75 m environ sous l'action de l'arbre denté supérieur.
Le présent tambour mélangeur se prête particulièrement bien au mélange de minerais de fer, de coke, de poussières de carneau et d'eau pour les usines de concrétion, application pour laquelle on a besoin d'un mélange plus parfait que celui qu'il a été possible d'obtenir à l'aide des mélangeurs des types antérieurs. Il en résulte une action parfaite de malaxage et de mélange.même lorsqu'on introduit dans le tambour une charge importante
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d'un seul des constituants, ou qu'on introduit successivement des charges de constituants dont le volume présente de grandes différences.
Une ou plusieurs racles 24 peuvent être disposées à l'intérieur du tambour pour enlever la matière qui adhère à la paroi intérieure au lieu de retomber entièrement, en particulier dans le cas où des liquides doivent être introduits dans le mélange, comme c'est le cas des mélanges destinés aux usines de concrétion dont il a été question plus haut.