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La. présente invention concerne le transport de matiè- res solides, et plus particulièrement un chargeur-souffles destiné à charger des particules éparses sous la forme de courants fluides pour leur transport vers un emplacement désiré.
Au cours du chargement de certaines matières dans des chargeurs-souffleurs rotatifq, par exemple de la farine, des parties de la matière tendent à venir -se loger dans les irrégularités -de surface des alvéoles du rotor, en formant des bases ou amoncellements amorçant des arches ou ponts de matière ,dans 1''alvéole. Dans ces cas, une charge én recircu- lation de matière tassée ou pontée peut être transportée au- delà du secteur de déchargement, et elle peut être entraînée dans les alvéoles indéfiniment ou jusqu'à ce qu'elle soit dégagée par secousse ou agitation.
Dans certains cas sérieux, il a été nécessaire d'avoir recours à un plaquage¯de chrome
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ou à d'autres finis ou traiteme... - -le surface très coûteux du rotor pour réduire ce problème au minimum.
, Un autre type de matière particulièrement difficile à charger ou à faire avancer est celui qui laisse un résidu de matière de nature adhésive ou qui tend à augmen.ter la résistance de friction entre les surfaces mobiles. Ainsi, des copeaux de bois, qui exsudent des composés ou sèves rési- neux lorsqu' ils sont arrachés, déposent des résines sur tou- tes les surfaces de chargeurs étroitement ajustées sur les- quelles ils frottent. Ce dépôt de résine forme un revêtement dur sur les surfaces en question, en éliminant finalement les intervalles prévus entre surfaces et en coinçant la machine'.
Dans de tels cas, un démontage fréquent et un enlèvement du revêtement ont été nécessaires pour éviter un endommagement des machines.
Des matières, telles que le ciment portland terminé, qui sont extrêmement abrasives pour les métaux utilisés dans des chargeurs-souffleurs rotatifs, endommagent les interval- les et joints par érosion et peuvent finalement détruire l'efficacité des chargeurs-souffleurs rotatifs connus.
En outre, les matières généralement transportées dans des chargeurs-souffleurs rotatifs présentent diverses tendan- ces caractéristiques à se tasser et à s'accumuler dans les conduites de transport. A mesure qu'un alvéole rempli vient en coïncidence avec l'alimentation en air et les conduites de transport, le choc de l'air de transport pousse la matière éparse initialement en avant de l'air, en tendant à comprimer la matière en un cylindre ou amas dense dans la conduite de transport. Un tel amas dense présente des propriétés de fric- tion extrêmement élevées, à la fois entre les particules pro- prement dites et entre les particules externes et les parais des conduites.
Ultérieurement, l'amas est progressivement dé- sagrégé en un courant de transport relativement dense, mais
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les pressions nécessaires pour faireavancer l'amas, jusqu'à ce qu'il soit désagrégé, sont excessives en comparaison avec les pressions nécessaires pour maintenir des courants de phase dense.:
L'expression "phase dense" est utilisée ici pour désigner un courant fluide d'entraînement de solides dans lequel il existe un rapp,ort élevé de solides à fluide, par contraste avec des systèmes à "phase pauvre" dans lesquels il existe un faible rapport de solides à fluide.
La présente invention se rapporte à un chargeur-souf- fleur rotatif qui est plus efficace pour charger des matières difficiles à manipuler, telles que celles indiquées ci-des- sus, et qui prévoit l'introduction de la matière à faire avan, cer dans un courant d'une façon relativement progressive, plutôt que sensiblement instantanée, en ce sens qu'une quan- tité proportionnée d'air pénètre dans la. zone de déchargement du rotor adjacente à la périphérie de l'alvéole , et initia- lement parallèle à l'axe du rotor, mais extérieurement au- delà de la zoné délimitée par la rotation du rotor du. char- geur.
Plus particulièrement, le rotor du présent chargeur comprend un moyeu conique axialement muni d'aubes qui complè- tent les angles de la surface externe du moyeu de façon à décrire un ensemble de forme généralement cylindrique pour l'ensemble du rotor. Il s'ensuit que la configuration généra- le des alvéoles diminue progressivement en ce qui concerne leur dimension radiale dans le sens de la circulation de. l'air, de sorte que la manière est-déplacée dans un sens géné- ralement radial. dans le courant d'air adjacent, et est tota- lement enlevée des alvéoles du rotor avant d'atteindre l'ex- trémité aval du rotor, et pénètre dans un canal ou auge* radia. le de transport de l'enveloppe du chargeur.
La section trans- versale du canal ou auge de transport augmente dans le.sens de la circulation d'air à un taux sensiblement et directe-
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ment proportionnel au taux de diminution de la section trans- versale radiale des alvéoles du rotor provoquée par la forme conique de ce dernier. Ceci fournit une section transversale sensiolement constante entre les limites de l'alvéole du rotor et les parois définissant le canal de transport, d'une extrémité du clargeur à l'autre et, par conséquent, cela permet une vitesse constante correspondante du courant d'air.
On va décrire maintenant l'invention en se référant aux dessins annexés qui représentent une forme préféréé du chargeur rotatif, dans les quels :
La figure 1 est une coupe ou chargeur rotatif de l'invention suivant la ligne centrale longitu.dinale de son. rotor.
La figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1, mais les aubes du rotor se trou- lant dans une position légèrement différente, et la figure 3 est une vue en plan du chargeur rotatif représentant les bords. de cisaillement à l'entrée de la cham bre du rotor.
En se référant aux dessins, le chargeur rotatif com- prend une enveloppe 1 généralement cylindrique présentant un orifice d'entrée 2 de la matière, un. orifice d'entrée 3 de l'air, et un orifice d'évacuation 4. L'enveloppe 1 présen- te une cnambre cylindrique pour un rotor 5 qui y est monté concentriquement. Les extrémités de la chambre de rotor sont fermées par des plaques d'extrémité 6 et 7, à travers lesquel les des arbres 8 et 9 du rotor s'étendent et sont tourillon- nés dans des paliers 10 et 11.
Les plaques d'extrémité sont fixées à l'enveloppe 1 par des boulons 120
Le rotor cylindrique 5 comprend un moyeu 13 dont le diamètre augmente axialement à partir du côté de l'orifice d'entrée de l'enveloppe jusqu'à son côté d'évacuation, selon un grand aro allongé, de sorte qu'à son extrémité d'évacua-
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tion. le moyeu du rotor remplie complètement. la zone comprise
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entre les . aubes. et,,,,6tant. de. section circulaire, il forme un disque:
ou couronne recouvrant.-sensiblement la. surface interne de la plaque d'extrémité 7,sur la totalité du diamètre de l'alésage- intime de l'enveloppe, de façon que la matière ne vienne, pas au contact de la plaque d'extrémité 7,pendant qu'elle se trouve dans les alvéoles.
Le moyeu du,rotor est-muni d'une série'd'aubes 14 atétendant redialement, espacées les unes des autres suivant
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un.arop.formant-dés,.alv6oles autour,de la périphérie du moyeu dont;.la. section, transversale diminue radialement de façon progressive d'un maximum à l'extrémité d'entrée de l'envelop- pe à une valeur sensiblement nulle à son extrémité d'évacua- tion.
Les arbres. de.rotor-8 et 9,s'étendent à partir des extrémités du.moyeu 13. Comme représenté- ,1 arbre 8 est formé en une seule p,ièae avec la.petite extrémité du moyeu.
L'arbre. 9 peut être formé, en une seule pièce avec la grande extrémité du moyeu, mais il est de, préférence muni d'une pal- que renforcée 15 faisant corps avec lui et dont la partie périphérique est boulonnée à l' extrémité du. moyeu du rotor ,pardas boulons 16.
A sa partie inférieure, l'enveloppee l présente un, mal ou auge longitudinal 17 de réception et de transport
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;,te matière,, s.!,étendant vers l'extérieur t. dont la section transversale augmente progressivement de :L'extrémité d'admis- sion de l'enveloppe à son extrémité d'évacuation, où il dé- bouche, dans l'orifice d'évacuation 4..
La proportion dans laquelle la section transversale de l'.auge 17 augmente pro- gressivement est sensiblement la même que la proportion de diminution progressive de la section transversale des alvéo- les respectifs du rotor en direction de 1'.orifice d'évacua- t,ion, Ainsi, lorsqu'un, des alvéoles du.. rotor est aligné redialement vaec l'auge 17, il. se farine un passage de -brans-
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port de section transversale sensiblement uniforme de l'en- trée 3 à la aortie 4, et l'air d'évacuation circulant à travers ce passage est maintenu à une vitesse sensiblement constante.
Bien que le côté interne de l'auge 17 coïncide à son extrémité d'évacuation avec le point le plus interne de l'ori- fice d'évacuation 4 et avec la ligne engendrée par la rota- tion des bords externes dés aubes du rotor, le côté interne de l'auge, à son extrémité d'admission, est espacé radiale- ment et vers l'extérieur de la ligne formée par la rotation des bords externes des aubes du rotor d'une faible distance 18, en fournissant un passage libre destiné à l'air provenant de l'orifice d'admission 3 dans l'auge de transport 17.
Ceci présente l'avantage que si la matière tend à s'accumuler dans les alvéoles et à ne pas tomber librement dans l'auge 17 lorsqu'un alvéole coïncide avec l'entrée d'air, la vitesse de l'air passant à travers l'espace 18 est augmentée dans une proportion telle qu'il érode le bord de la matière tassée et provoque ainsi son-enlèvement de l'alvéole.
Le passage 18 fournit également une circulation constante d'air à travers l'auge de transport 17 et l'orifice d'évacuation 4 pour toute matière tombant dans l'auge, et il permet en outre un écoule- ment continu de l'air à travers la conduite d'évacuation qui réduit au minimum les variations de pression dans la conduite d'évacuation et une obturation possible de la conduite,
Une conduite 19 est reliée à l'orifice d'admission. 3 pour introduire de l'air sous pression dans les alvéoles du rotor et dans l'auge de transport 17, et une conduite 20 est reliée à l'orifice d'évacuation 4- pour le déchargement et le transport de la matière soufflée à partir des alvéoles du ro- tor et de l'auge de transport 17.
En ce qui concerne le chargement de cextaines matiè- res, par exemple des copeaux de bois, il est souhaitable de prévoir, entre la petite extrémité du moyeu du rotor et sa
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plaque d'extrémité adjacente 6, un intervalle 21 qui¯ dépasse légèrement l'intervalle nécessaire pour permettre une reotation libre du rotor, afin de permettre une légère circulation d'air préalablement déterminée à partir de l'orifice d.''en- trée 3 entre l'extrémité du. rotor et la plaque d'extrémité 6, afin d'empêcher les particules des copeaux d'y pénétrer,!, et par suite d'y déposer de la résine des copeaux sur la plaque d'extrémité, en occasionnant les inconvénients indiquée ci- dessus .
Attendu que la grande extrémité du moyeu du rotor forme un disque ou couronne qui recouvre sensiblement la sur- face interne de la plaque d'extrémité 7, la matière se trou- vant dans les alvéoles respectifs, lorsqu'elle est soumise à la pression de l'air d'évacuation provenant de l'orifice d'admission 3, ne peut être refoulée contre la plaque d'ex trémité, et par suite augmenter la friction et l'abrasion de la matière et la souillure due à celle-ci contre cette plaque d'extrémité.
L'orifice d'admission 2 de la matière est pourvu d'un rebord 22 par lequel le chargeur est fixé à un rebord
23 d'une trémie 24 à l'aide de boulons 25.
La trémie 24. peut être du type classique, ou il peut des E.U.A s'agir d'une trémie telle que décrite par le brevet+de weller au nom N 2.681.748 du 22 Juin 1954, ,présentant des disposi- tifs de transport par gravité activés à l'aide d'air dans sa partie inférieure se terminant au voisinage de l'orifice 2 d'admission de la matière, de sorte qu'on peut introduire cette dernière dans les alvéoles du rotor à l'état fluidisé.
La longueur de l'orifice 2 d'admission de la matiè- re, dans le sens de l'axe du rotor, est légèrement inférieure à la longueur correspondante de la chambre du rotor afin de fournir des épaulements en saillie 26 et 27 de façon qu.e la matière pénétrant dans les alvéoles par l'intermédiaire de l'orifice d'admission ne soit pas chargée directement contre @
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les extrémités des alvéoles, Par conséquent, si une matière telle que des copeaux de bois est en cours de manutention, il existe un frottement moindre des copeaux contre les extré- mités des alvéoles au cours du remplissage de ces derniers et, par suite, moins d'exsudation de résine à partir des co- peaux.
On prévoit un bord de cisaillement 28 au bord longi- tudinal interne de l'orifice 2 d'admission de la matière en regard duquel les alvéoles se déplacent après avoir été rem- plis. Ce bord s'étend dans un sens non parallèle à l'axe du rotor, de sorte qu'une partie sensiblement inférieure à sa longueur totale rencontre le bord périphérique d'une aube à tout moment donné. On le représente comme un bord en forme de "V", qui fournit un cisaillement glissant avec la périphé- rie des aubes, et par suite une tendance à déplacer la ma-tiè- re à l'écart des extrémités des alvéoles en direction de leur milieu, en tendant ainsi en outre à réduire l'action abrasive entre les plaques d'extrémité et la matière se trouvant dans les alvéoles.
Toutefois, on peut avoir recours à d'autres configurations du bord de cisaillement pour obtenir un résul- tat analogue.
Le bord longitudinal de l'orifice d'admission 2 de la matière situé sur le côté opposé peut être également muni d'un bord de cisaillement analogue 29. Bien qu'un tel bord de cisaillement n'assure pas de cisaillement pendant que le rotor tourne dans le sens sinistrorsum, il effectue l'action de cisaillement susdite lorsque le rotor est entraîné dans le sens dextrorsum. Ainsi, on peut utiliser le chargeur avec des dispositifs d'entraînement vers la droite ou vers la. gau- che.
En fonctionnement, le rotor est entraîné par un moteur approprié (non représenté) et tourne en regard de l'orifice d'admission 2 de la matière où les alvéoles reçoivent succes- sivement la matière provenant de la trémie.
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La rotation du.'rotor amène successivement les alvéo- les du rotor dans leur position de déchargement ou. Les extré- mités adjacentes à la plaque d'extrémité 6 sont alignées axialement sur l'orifice d'admission 3 de l'air, A mesure que les alvéoles sont amenés en alignement avec l'orifice d'ad- mission de l'air, la matière qu'ils contiennent est frappée par le courant d'air provenant de la. conduite à air 19 et y est balayée axialement le long des alvéol.es et vers l'exté- rieur pour être reçue dans l'auge 17. L'air refoule la matiè- re le long de 1!auge 17 et la décharge hors du- chargeur par l'orifice d'évacuation 4 dans la conduite de transport 20, à l'aide de laquelle elle est transportée vers l'emplacement désiré.
A mesure que le jet d'air provenant de la conduite 19 heurte initialement la matière se trouvant dans les alvéo- les, la matière la moins tassée est immédiatement entraînée et balayée dans l'auge par le courant d'air. Le mouvement de cette matière, à mesure qu'elle est entraînée, sert à détache' la matière qui lui est adjacente, en facilitant un entraîne- ment immédiat de toute matière plus tassée. Si la matière @ forme une croûte ou s'agglomère dans les alvéoles, la petite quantité d'air à grande vitesse circulant à travers l'espace 18 érode le bord de la matière agglomérée jusqu'à ce que la totalité de cette dernière soit entraînée et balayée dans l'auge 17, et à partir de celle-ci,, par l'orifice d'évacua- tion 4, dans la conduite de transport 20.
Si les propriétés physiques de la matière sont telles qu'elle tend à se tasser et à former un piston en avant du courant d'air principal, elle est poussée axialement le long des alvéoles du rotor par l'air, mais elle est détournée ra- dialement, de façpn progressive, par l'extrémité allant en s'élargissant du moyeu 13 jusqu'à, ce que la matière soit refoulée au-delà, des surfaces de support du moyeu et des au- @ ,bes 14, et elle est brisée contre le bord périphérique de la
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grande extrémité du moyeu en de petits morceaux qui sont eux- mêmes instantanément désagrégés et entraînés par le courant d'a.ir soufflant à travers l'auge 17, au-delà du bord du moyeu.
Oe processus a lieu dans une certaine mesure pour tou- tes les matières traitées par le chargeur, mais il est parti- culièrement utile avec des matières qui tendent à se tasser dans les alvéoles du rotor ou à obstruer la conduite de trans' port.
Du fait que l'on a prévu le by-pass la, la communi- cation entre l'orifice d'admission de l'air et l'orifice d'évacuation 4 de la matière n'est pas totalement bloquée comme résultat du déplacement d'un alvéole rempli de'matière pour venir en alignement avec l'orifice d'admission. :Par conséquent, la matière est avancée progressivement dans le courant d'air, et le rapport de l'air à la matière est rela- tivement stable à mesure que la matière pénètre dans la con- duite de transport 20.
Lorsque l'aube arrière 14 de chaque alvéole passe en regard du bord de cisaillement 28, toute matière qui fait saillie au-delà de la, périphérie de l'alvéole ou, comme dans le cas de copeaux de bois, recouvre le bord de l'aube, est cisaillée entre le bord de l'aube et le bord de cisaillement 28, et tombe dans l'alvéole suivant ou est autrement ramenée dans l'orifice d'admission de la matière pour un chargement ultérieur.
Entre l'orifice d'admission de la matière et. la zone de déchargement, à l'endroit où les alvéoles se trouvent en alignement axial avec l'orifice 3 d'admission de l'air, la matière est maintenue à l'écart de la plaque d'extrémité 7 par l'effet d'enveloppement de la grande extrémité du moyeu 13. C'est cette extrémité aval qui est habituellement la plus gênante en ce qui concerne 1'.emprisonnement de la ma- tière entre le rotor et la plaque d'extrémité de l'enveloppe..
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Les épaulements en saillie 26 et 27 de l'orifice d'admission 2 qui font en sorte que la matière soit chargée à l'écart de la plaque d'extrémité b, le bord de cisaille- ment 28 qui tend à déplacer la matière en direction du centre longicudinal de l'alvéole, et la légère fuite d'air dans l'es. pace situé entre la petite extrémité du rotor et la plaque d'extrémité 6 située à l'extrémité d'admission de l'air, tendent tous à empêcher, ou au moins à réduire au. minimum le contact par friction de la matière avec la plaque d'extré- mité 6 et le dépôt de résines ou autre matière sur cette dernière.
Attendu que l'empêchement ou la réduction au minimum du frottement de la matière entre le rotor et les plaques d'extrémité élimine les problèmes d'abrasion et de laminage excessifs qui se sont posés quelquefois jusqu'à présent dans des machines de ce genre, des matières telles que du ciment fini fortement abrasif et des copeaux de bois résineux peu- vent être transportées sans entraîner les frais d'entretien et de remplacement importante qui étaient particuliers à de telles installations.
L'incidence angulaire constante du courant d'air principal contre les extrémités ou fonds internes des alvéo- les sert à nettoyer complètement les alvéoles en vue d'un chargement ultérieur. Ceci est particulièrement avantageux pour des installations dans, lesquelles la machine doit manu- tentionner alternativement deux ou plusieurs matières. Etant donné qu'ils se nettoient par eux-mêmes, on peut faire fonc- tionner momentanément la machine à vide afin d'éliminer la poussière résiduelle d'une matière, puis l'utiliser pour transporter une autre matière sans la démonter pour la net- toyer, et sans qu'il se forme Lui mélange nuisible des deux matières.
L'incidence angulaire constante du courant d'air prin cipal contre le fond des alvéoles eségalement avantageurse
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pour manutentionner des matières telles que de la farine, du fait due toute matière restant dans les coins des alvéoles est susceptible de s'altérer.
Naturellement, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation représentée et décrite et est suscepti- ble de recevoir diverses variantes rentrant dans son cadre et dans son esprit.