<Desc/Clms Page number 1>
L'invention se rapporte aux appareils pour le déplacement d'objets, notamment pour traitements en série, utilisés, par exemple, dans les industries de fabrication d'objets cylindriques tels que des récipients, métalliques ou non, et dans les industries de pasteurisation ou de stérilisation de produits contenus par ces récipients.
Les problèmes que pose le traitement en série d'objets, par exemple de récipients vides ou pleins, sont extrêmement variés. Le cycle de température exigé pour chaque opération est bien défini et doit souvent être respecté avec précision; il est parfois souhaitablede faire tourner les objets sur eux-mêmes en cours de traitement afin d'accélérer ou améliorer celui-ci ; dans d'autres cas, au contraire, il convient d'éviter, dans la mesure du possible, l'agitation du contenu et d'immobiliser à cet effet les récipients sur leur axe au cours du traitement.
Le traitement est, en général, effectué en faisant passer les objets dans des milieux successifs où ils subissent divers traitements partiels, tels qu'étuvage, échauffement, ou refroidissement , et ceci dans des conditions de temps, température ou pression, bien déterminées.
De manière usuelle, on réalise un appareil de déplacement des ob'jets spécial pour chaque cas particulier, ce qui est onéreux ; deplus, dans les appa- reils couramment rencontrés, les objets traités se déplaçant par paquets ou ran- gées, les divers objets d'un paquet ou d'une rangée ne traversent pas les mêmes régions de l'espace; dans ces conditions, il est pratiquement impossible d'assu- rer l'homogénéité du traitement.
L'invention a pour objet de permettre la réalisation d'un appareil de déplacement du genre décrit, qui soit de construction simple et économique, d'un caractère universel, c'est-à-dire susceptible de s'adapter avec une très grande souplesse à tous les cycles de traitement couramment rencontrés dans l'in- dustrie, et qui permette d'assurer des conditions de traitement identiques pour tous les objets.
Un appareil suivant l'invention est remarquable notamment en ce qu'il comprend au moins un convoyeur hélicoïdal comportant une grille mobile à barreaux parallèles pouvant se déplacer suivant une courbe directrice fermée et balayer ain- si une surface cylindrique dans laquelle est ménagé au moins un canal hélicoïdal fixe, chaque paire de barreaux successifs déterminant avec les bords du canal un compartiment mobile adapté à recevoir un objet à convoyer.
Grâce à cette disposition,les objets à convoyer sont déplacés en file dans le canal hélicoïdal, séparés les uns des autres par les barreaux de la gril- le, chaque objet passant exactement dans la même région de l'espace que tous les autres objets.
Suivant une forme de réalisation particulièrement simple, la grille mobile du convoyeur hélicoïdal est constituée par deux chaînes fermées identiques disposées dans deux plans parallèles, et dont les maillons en regard sont reliés par des barreaux parallèles fixés à chacune de leurs extrémités sur les flasques des dits maillons; chaque chaîne est montée sur un pignon denté d'entraînement et un pignon denté de renvoi, les deux pignons d'entraînement étant montés sur un même arbre d'entraînement, et les deux pignons de renvoi sur un même arbre de renvoi. Ainsi, la grille mobile peut se déplacer suivant une courbe directrice fermée constituée par un rectangle dans lequel les petits côtés sont remplacés par des demi-cercles.
Selon une disposition avantageuse, l'invention prévoit de monter l'ar- bre de renvoi des chaînes sur deux paliers portés par un chariot adapté à glisser sur un support fixe dans une direction perpendiculaire au dit arbre, ce chariot étant lié à un organe de rappel approprié, ce qui permet d'assurer la tension des chaînes indépendamment des dilatations susceptibles de modifier leur longueur.
Cet organe de rappel peut être constitué par un contrepoids lié au chariot par un câble passant sur une poulie.
<Desc/Clms Page number 2>
De manière simple et économique, le canal hélicoïdal fixe peut être défini par des guides constitués par des portions de profilés métalliques à sec- tion en T, les unes rectilignes, les autres cintrées en demi-cercle, se raccordant les unes aux autres, et dont l'âme, disposée radialement, est placée suivant une hélice sur une surface cylindrique semblable à la surface de déplacement de la gril le mobile et de dimensions voisines de cette surface.
De préférence , des moyens sont prévus pour que les dimensions de la surface cylindrique dans laquelle est ménagé le canal hélicoïdal fixe puissent se modifier suivant les variations des dimensions de la surface de déplacement de la grille sous l'influence des dilatations des chaînes.
Grâce à cette disposition les diverses régions du canal hélicoïdal restent toujours à la même distance de la grille mobile.
Ce résultat peut être obtenu en liant rigidement au chariot portant l'arbre de renvoi des chaînes les portions de guides à section en T cintrées en demi-cercle voisines de cet arbre de renvoi, ces portions cintrées de guides étani raccordées par joints coulissants aux portions de guides rectilignes fixes.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ail- leurs de la description qui va suivre à titre d'exemple, en référence aux dessin: annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue simplifiée, en coupe longitudinale verticale, d'une forme de réalisation d'un appareil suivant l'invention comportant quatre convoyeurs hélicoïdaux; la figure 2 est une vue simplifiée, de dessus, d'un des convoyeurs hé. licoïdaux de cet appareil; la figure 3 est une vue en coupe transversale verticale suivant la ligne III-III de la figure 1, mais à plus grande échelle, et simplifiée; les figures 4 et 5 sont des coupes longitudinales, à échelle différen. te, de deux barreaux voisins de la grille mobile; la figure 6 est une vue de détail similaire, mais en coupe transver- sale ;
les figures 7 et 8 sont des vues de détail similaires, en coupe lon- gitudinale, représentant des variantes de réalisation; la figure 9 est une vue en élévation, à grande échelle, du chariot mobile portant les paliers de l'arbre de renvoi des chaînes d'un convoyeur héli- coidal; la figure 10 est une vue, en coupe transversale, de la fixation d'un barreau de la grille mobile sur une des chaînes d'entraînement; la figure 11 représente, à grande échelle, un des brins d'une chaîne d'entraînement de la grille mobile ; la figure 12 est une vue montrant la fixation de certaines portions des guides à section en T définissant le canal hélicoïdal fixe ; la figure 13 représente, en coupe longitudinale, un joint coulissant monté entre certaines portions de ces guides en T;
la figure 14 concerne un dispositif de transport des objets à traiter d'un convoyeur hélicoïdal au convoyeur suivant.
Suivant la forme de réalisation choisie et représentée par la figure 1 l'appareil comprend un châssis 1, supportant quatre convoyeurs hélicoïdaux 2,3, 4 et 5. Chacun de ces convoyeurs est logé dans une chambre. Les chambres contenan les convoyeurs 2, 3 et 4 sont calorifugées. Celle du convoyeur 3 contient, en ou- tre, une rampe 6 d'arrivée de fluide chaud, celle du convoyeur 5 des arrivées 7 de fluide froid. Ces chambres sont délimitées par des cloisons 80
<Desc/Clms Page number 3>
Selon la figure 2, chaque convoyeur hélicoïdal tel que 2 comporte un arbre horizontal d'entraînement 9 dont l'axe est fixe en position par rapport au châssis 1 et qui peut tourner sur deux paliers (non représentés,)- voisins de ses extrémités et solidaires du châssis 1; deux pignons pour chaîne 10 et 11, de même diamètre, sont clavetés sur cet arbre 9.
Le convoyeur hélicoidal comporte aussi un autre arbre horizontal 12, parallèle à l'arbre 9, portant deux autres pignons pour chaîne, 13 et 14, de même diamètre, dont l'un est claveté et l'au- tre fou sur cet arbre. L'axe de l'arbre 12 n'est pas fixe en position par rapport au châssis 1 : cet arbre peut tourner sur deux paliers susceptibles de glisser sur un support lié au châssis 1, de façon à permettre à l'arbre 12 de s'éloigner ou se rapprocher de l'arbre 9 ; l'un de ces paliers 100 est représenté, à grande échelle, sur la figure 9 : ilest fixé sur un chariot comportant des profilés en U
101 portés par des galets 102.
- Une chaîne 15, du genre chaîne.Galle, passe sur les pignons 10 et
13, et,une autre chaîne 16 similaire passé sur les pignons 11 et 14. Un contre- poids 17 (figs. 1 et 9) supporté par un câble 18 passant sur une poulie 19 dont l'axe est solidaire du châssis 1 (fig. 9) exerce sur l'arbre 12, par l'intermédiai- re des paliers 100, une traction perpendiculaire à l'axe de cet arbre, ce qui, provoquant une légère translation de cet axe, assure la tension des chaînes 15 et
16.
Des barres de convoyage parallèles 20, profilées, par exemple, en forme de T, schématisées en traits pleins sur la figure 2, accouplent les chaînes 15 et 16; chacune de ces barres 20 est montée, en une de ses extrémités, sur le flasque intérieur d'un maillon de la chaîne 15 et, en son autre extrémité, sur le flasque intérieur du maillon en regard de la chaîne 16 ; suivant la figure 10 qui représen- te, à grande échelle, la fixation d'une barre 20 sur une chaîne 15 ou 16, à chaque extrémité des barres 20 est fixée l'une des ailes d'un tronçon de cornière 103 dont l'autre aile est rivée sur le flasque intérieur 104 d'un maillon d'une des chaînes. Lorsque les barres 20 sont constituées de profilés en T, elles sont dis- posées de manière que l'âme de ces profilés soit dirigée vers l'extérieur du convoyeur (fig. 1).
En plus des pignons 10 et 11, l'arbre 9 de chaque convoyeur hélicoi- dal-tel que 2 importe un pignon de commande 21 entraîné par me chaîne de commande
22 (fig. 1) passant aussi sur un pignon 23 d'un réducteur de vitesse d'un moteur
24. Ainsi, sous la commande du moteur 24, la grille constituée par les barres 20 de chaque convoyeur hélicoïdal peut se déplacer dans une direction perpendiculaire à l'orientation des ,barres 20. Au cours de ce déplacement, le brin inférieur 105 des chaînes d'entraïnement 15 et 16 est soutenu par'un profilé longitudinal 106, représenté à grande échelle sur les figures 10 et 11, dans lequel est ménagé un joint de dilatation de type connu; le brin supérieur est lui-même soutenu par un autre guide longitudinal similaire (fig. 9).
Des profilés longitudinaux métalliques en T, 25, schématisés en traits pleins sur la figure 2, sont disposés en nappe au-dessus du plan des brins supé- rieurs des chaînes de chaque convoyeur et parallèlement à ce plan ; ces profilés
25 sont parallèles entre eux, leur âme est dirigée verticalement vers le bas (fig. 3) et leur direction fait un angle faible avec la direction des plans des chaînes 15 et 16 (fig. 2); les âmes des profilés 25 constituent ainsi des guides verticaux supérieurs définissànt entre eux des passages parallèles égaux.
D'une manière similaire, des profilés longitudinaux en T 26, schématisés en pointillés sur la figure 2, sont disposés en nappe au-dessous du plan des brins inférieurs des chaînes 15 et 16 et parallèlement à ce plan ; ces profilés sont également parallèles entre eux, leur âme est dirigée verticalement versée haut, et leur direction fait, avec la direction des plans des chaînes 15 et 16, un angle de sens contraire à celui des profilés 25 avec cette même direction ; les âmes de ces profilés 26 constituent des guides verticaux inférieurs définissant entre eux des passages parallèles égaux.
Des profilés cintrés en demi-cercle 27, à section en T de mêmes dimen- sions que la section des profilés 25 et 26, joignent chacun une extrémité d'un guide inférieur,26 à l'extrémité d'un guide supérieur 25 placée à son aplomb ;
<Desc/Clms Page number 4>
l'âme et les ailes des profilés 27 se raccordent à l'âme et aux ailes des profilés 25 et 26. Les raccordements des profilés longitudinaux 25 ou 26 avec les profilés cintrés 27 s'effectuent à l'extrémité "fixe" du convoyeur,'c'est-à-dire à l'aplomt de l'arbre 9, par couvre-joint 108 (fig. 12).
A l'extrémité "mobile", c'est-à- dire à l'aplomb de l'arbre 12 (figs. 9 et 13), ces raccordements s'effectuent par joint coulissant : l'extrémité des profilés 25 ou 26 peut se déplacer entre deux flasques 109 fixés sur les profilés 27 : profilés 27 de l'extrémité "mobile" du convoyeur sont en effet liés au chariot portant les paliers de l'arbre 12 et, sous l'action du contre-poids 17, se déplacent ainsi en même temps que ce chariot (fig. 9); grâce à cette dispositif y les profilés 27 restent ainsi toujours à la même distance des barres de convoyage 20. Au contraire, les profilés 27 de 1' extrémité "fixe" du convoyeur sont liés rigidement au châssis 1.
Un chemin continu unique est ainsi ménagé par les profilés 25, 26 et 27, ce chemin commençant, par exemple , à la flèche F (fig. 2) et se terminant à la flèche f. Ce chemin a la forme d'une hélice tracée sur un cylindre dont la courbe directrice est constituée par un rectangle où les petits côtés sont rempla- cés par des demi-cercles.
Pour l'entrée des objets à déplacer 40 dans le premier convoyeur hé- licoïdal 2, une ouverture 28 est prévue dans la paroi supérieure de la chambre qui le contient, à l'aplomb du début F 2 du chemin hélicoïdal, mentionné plus haut, du convoyeur 2. Par cette ouverture passe une goulotte d'entrée 29 sur la- quelle arrivent les objets 40 à traiter. Des ouvertures similaires appropriées 30 sont prévues dans les parois horizontales des autres chambres, pour l'entrée et la sortie des objets 40; chaque ouverture 30 est située à l'aplomb de la sortie f d'un convoyeur et de l'entrée F d'un autre convoyeur; des échancrures convenables sont pratiquées dans les ailes des guides 25, 26 ou 27, pour dégager l'entrée F et la sortie f.
Ce passage d'un convoyeur à l'autre ne se fait qu'à l'extrémité "fixe' de ces convoyeurs. La sortie du dernier convoyeur 5 se fait suivant f 5 par une goulotte de sortie 31.
Le fonctionnement est le suivant.
Le moteur 24 étant en marche, donc les barres 20 en mouvement, chaque objet 40, supposé approximativement cylindrique, arrivant sur la goulotte d'en- trée 29, tombe, sous l'action de son seul poids, c'est-à-dire sans le secours d'un dispositif de distribution, à la fois entre deux barres 20 consécutives et entre deux âmes de profilés 25 voisins, de manière que l'axe de cet objet soit parallèle aux barres 20 (fig. 3). L'écartement entre les âmes de deux barres 20 est compris entre une fois et deux fois le diamètre des objets 40, en sorte qu'un seul objet peut se loger entre elles. Ainsi, chaque barre 20 prélève un objet à chacun de ses passages, et ceci tant que la goulotte 29 en contient. Cha- que objet est alors transporté, dans la position représentée par la figure 4, de la droite vers la gauche du convoyeur 2.
Arrivé à l'aplomb de l'arbre 9 (fig. 2), il parcourt un demi-cercle vers le bas, guidé dans ce déplacement par les ailes de deux profilés 27 voisins; il arrive alors sous l'arbre 9 et emprunte, en se déplaçant de gauche à droite, un des passages rectilignes délimités par les âmes de deux profilés inférieurs 26 voisins; le long de ce passage rectiligne, il est poussé par une barre de convoyage 20 et roule sur deux ailes des profilés 26 (fig. 5 et 6); à l'aplomb de l'arbre 12, il parcourt, en remontant, un autre demi. cercle, puis parvient dans le deuxième passage rectiligne supérieur adjacent au passage supérieur précédemment emprunté : il se déplace dans ce passage de droite à gauche et ainsi de suite jusqu'à ce qu'il ait parcouru tout le chemin hélicoï- dal décrit plus haut.
Sous l'action de son propre poids, il passe, par l'ouvertu- re 30, sur le deuxième convoyeur hélicoïdal 3, puis, après avoir parcouru celui- ci, sur le convoyeur 4 et ensuite sur le convoyeur 5. Chaque passage d'un convoye au convoyeur suivant se fait de manière analogue à l'arrivée dans le convoyeur 2, précédemment décrite.
<Desc/Clms Page number 5>
Dans l'appareil de la figure 1, les sens de rotation des arbres d' entraînement 9 sont donnés par les flèches 32. Au cours du trajet dans cet appa- reil, chaque objet va d'abord, dans le convoyeur 2, de la droite à la gauche d'un observateur placé à droite des contrepoids 17 de la figure 1. Il entre ensui- te dans le convoyeur 3 où il parcourt un trajet l'amenant de la gauche à la droi- te de l'observateur précédent. Il en sort pour entrer dans le convoyeur 4 où le trajet se fait de la droite vers la gauche du même observateur; puis il passe dans le convoyeur 5 où il se déplace de la gauche vers la droite.
Par le choix convenable des distances entre les arbres 9 et 12 des divers convoyeurs, du nombre de passages entre les profilés 25, 26, 27, de la vitesse de déplacement des chaînes 15 et 16, l'appareil peut s'adapter à tout programme désiré de traitement des objets. C'est ainsi que, dans l'appareil de la figure 1, l'élément 2 sert à un pré-chauffage, l'élément 3 à un chauffage plus intense ou à une cuisson, l'élément 4 à une stabilisation de la température ob- tenue et l'élément 5 à un refroidissement; le chauffage de l'élément 3 peut être obtenu par apport de fluide chaud par les canalisations 6, le refroidissement de l'élément 5 par apport de fluide froid au moyen des rampes 7.
Au cours de ces opérations, les objets à traiter demeurent toujours espacés les uns des autres, de sorte que les intervalles les séparant permettent le passage facile des fluides de chauffage ou de refroidissement, ce qui accélère les échanges thermi- que.
Le programme de traitement est rigoureusement le même pour tous les objets puisque chacun d'entre eux passe exactement au même emplacement que tous les autres.
La réalisation de l'appareil décrit est particulièrement économique; elle ne demande en effet que des matériaux peu coûteux et n'utilise qu'un très petit nombre de pièces mécaniques usinées.
On va maintenant décrire, en référence aux figures 7 et 8, des va- riantes de réalisation de l'appareil, qui, bien que ne concernant que des détails d'exécution, peuvent changer de manière importante les caractéristiques d'utili- sation.
Comme expliqué ci-dessus, dans les convoyeurs représentés par les fi- gures 1, 2 et 3, à l'étage supérieur, les objets 40, soutenus et emportés par les barres 20, se déplacent sans rouler (fig. 4); à l'étage inférieur, ils roulent sur deux ailes des profilés 26, poussés par les barres 20 (fig. 5)
Or, dans certains cas, les objets à traiter peuvent être des récipient: remplis de liquide, lequel liquide peut parfois mal supporter les agitations un peu vives on peut alors constituer les barres de convoyage par des profilés en I, 20a (fig. 8) : alors, à l'étage inférieur, les récipients reposeront, sans rouler, sur les arêtes 50 des ailes extérieures de ces profilés; à l'étage supé- rieur,ils reposeront sur les arêtes 52 des ailes intérieures de ces profilés.
Dans d'autres cas, au contraire, il peut être nécessaire de faire rouler les récipients aussi bien à l'étage supérieur qu'àl'étage inférieur: à cet- te fin ,on peut disposer ,sous le plan des ailes des barres 20 supérieures, une tôle support plane 60 (fig. 7) qui soulève les récipients et leur évite d'être supportés par les arêtes 61 et 62 des barres 20 ; à l'étage supérieur, les récipieni se déplacent alors en roulant sur la tôle 60.
On va décrire maintenant, en référence à la figure 14, un mode de passage d'un convoyeur à l'autre, différent de celui de l'appareil décrit à la figure 1 :dans ce dernier appareil, les extrémités "fixes" des convoyeurs se re- couvrent l'une l'autre et, de ce fait, le passage des objets d'un convoyeur à l' autre a lieu sous la seule action de leur poids. Au contraire, lorsque les con- voyeurs sont placés presque bout à bout, les extrémités fixes ne se recouvrant, pas, on peut adopter un mode différent de passage: suivant la figure 14, l'objet sortant en f d'un convoyeur est transporté par une étoile 110 jusqu'à l'entrée F du convoyeur suivant. L'étoile 110 est clavetée sur un arbre lll, lui-même en-
<Desc/Clms Page number 6>
traîné par la chaîne de commande 22 (fig. 1).
L'appareil décrit peut d'ailleurs être susceptible de nombreuses au- tres variantes, sans sortir du cadre de l'invention, les dispositions construc- tives décrites n'ayant aucun caractère limitatif. D'autre part, l'appareil peut comporter un nombre quelconque d'éléments convoyeurs; les traitements qu'y subis- sent les objets peuvent être très divers.