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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'INVENTION formée par
Stanislas HAGE pour : "Extrémité de tubulure pour tubulure d'aspiration d'un élévateur pneu- matique" Priorité d'une demande de brevet déposée au Grand-Duché de Luxembourg le 29 septembre 1983, sous le n 85024.
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"Extrémité de tubulure pour tubulure d'aspiration d'un élévateur pneumatique"
La présente invention est relative à une extrémité de tubulure destinée à être raccordée à la tubulure d'aspiration d'un élévateur pneumatique de manière à plonger dans la matière à transporter, en particulier une matière pulvérulente qui a tendance à s'agglomérer pour former une masse plus ou moins compacte, telle que matière farineuse, matière fibreuse.
L'invention a pour but de procurer une tubulure d'aspiration pour élévateur pneumatique qui présente une extrémité spécialement destinée à être utilisée lors de la manutention de matières s'agglomérant en masse plus ou moins compacte, telles que farines de soja, farines de poissons, etc. et qui est équipée, d'une part, pour pénétrer dans lesdites matières en les désagrégeant et, d'autre part, pour diriger les matières désagrégées vers l'orifice d'aspiration de ladite extrémité de tubulure.
A cet effet, suivant l'invention, cette extrémité de tubulure est rigide et porte, extérieurement et au moins sur une partie de sa longueur, des moyens agencés de telle sorte qu'ils pénètrent dans la matière, en entraînant l'extrémité de tubulure associée auxdits moyens, suivant deux directions, une direction sensiblement parallèle à l'axe de l'extrémité de tubulure et une direction sensiblement perpendiculaire à cet axe, lesdits moyens étant en outre agencés pour, d'une part, désagréger la matière lorsqu'ils sont mis en mouvement pour pénétrer dans cette dernière suivant les deux directions susdites et, d'autre part, diriger la matière désagrégée vers l'orifice d'aspiration de l'extrémité de tubulure.
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Suivant une forme de réalisation de l'invention, la section de l'extrémité de tubulure, où elle se raccorde à la tubulure d'aspiration, est circulaire, tandis que sa section, au voisinage de l'orifice d'aspiration, est d'allure rectangulaire, les grands côtés du rectangle ayant une longueur supérieure au diamètre de la section circulaire, le raccordement entre cette dernière et la section d'allure rectangulaire s'effectuant par des faces sensiblement planes.
Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, les moyens mobiles susdits associés à l'extrémité de tubulure comprennent au moins un carter fixé à l'extérieur de l'extrémité de tubulure et dont l'axe est situé sensiblement dans un plan passant par l'axe de cette extrémité de tubulure, au moins une série d'arbres parallèles supportés par le carter de manière à ce qu'ils puissent tourner librement autour de leur axe, ces axes étant sensiblement perpendiculaires au plan précité et les extrémités desdits arbres faisant saillie de part et d'autre du carter, au moins un couteau, profilé pour désagréger la matière, fixé à chacune des extrémités des arbres de manière à s'étendre suivant une direction transversale aux axes des arbres et des moyens agencés, dans et sur le carter, pour entraîner simultanément lesdits arbres en rotation.
Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, le carter présente sur sa face la plus éloignée de l'extrémité de tubulure et qui est tournée vers la matière, des moyens agencés pour désagréger la matière située en regard de cette face.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description des dessins annexés au présent mémoire et qui illustrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation particulières de l'extrémité de tubulure suivant l'invention.
La figure 1 est une vue schématique en perspective, avec brisures partielles, de l'extrémité de tubulure suivant l'invention.
Les figures 2 et 3 sont des vues en élévation et avec brisures partielles de deux variantes de l'extrémité de tubulure illustrée à la figure 1.
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La figure 4 est une vue analogue à la figure 1 et montre une forme de réalisation de l'extrémité de tubulure suivant l'invention, qui est différente de celles qui sont illustrées aux figures 1 à 3.
Les figures 5 et 6 sont des vues partielles, analogues à la figure 4, illustrant deux variantes de l'extrémité de tubulure montrée à la figure 4.
Les figures 7 à 9 sont des vues partielles en élévation illustrant des détails.
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
L'extrémité de tubulure 1, suivant l'invention et représentée aux dessins, est destinée à être raccordée à la tubulure d'aspiration 2 d'un élévateur pneumatique, non représenté, afin de plonger dans une matière 3 à transporter qui a tendance à s'agglomérer en masse plus ou moins compacte.
Cette extrémité de tubulure 1 est rigide et porte extérieurement, sur au moins une partie importante de sa longueur, des moyens mobiles 4 agencés de telle sorte qu'ils pénètrent dans la matière 3, en entraînant l'extrémité de tubulure associée à ces moyens 4, suivant deux directions, une direction sensiblement parallèle à l'axe de'l'extrémité de tubulure, schématisée par la flèche 5 (figure 1), et une direction sensiblement perpendiculaire à cet axe schématisée par la flèche 6, ces moyens 4 étant en outre agencés pour, d'une part, désagréger la matière 3 lorsqu'ils sont mis en mouvement pour pénétrer dans cette dernière suivant les deux directions susdites et, d'autre part, diriger la matière désagrégée vers l'orifice d'aspiration 7 de l'extrémité de tubulure.
Cette extrémité de tubulure 1 a avantageusement, à l'endroit où elle se raccorde à la tubulure d'aspiration 2, une section circulaire tandis que sa section, au voisinage de l'orifice d'aspiration 7, est d'allure rectangulaire. Les grands côtés 8 du rectangle formé par les bords de l'orifice d'aspiration 7 ont une longueur supérieure au diamètre de la section circulaire susdite, le raccordement entre ces sections circulaire et rectangulaire s'effec-
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tuant par des faces sensiblement planes 9. Pour éviter les turbulences dans l'extrémité de tubulure 1, cette dernière présente avantageusement une section sensiblement constante sur toute sa longueur.
Les moyens mobiles 4 susdits, destinés à désagréger la matière 3 et représentés aux dessins, comprennent un carter 10 fixé à l'extérieur de l'extrémité de tubulure 1 et dont l'axe 11 est situé dans un plan passant par l'axe 12 de cette extrémité de tubulure, une série d'arbres 13 parallèles supportés par le carter 10 afin qu'ils puissent tourner librement autour de leur axe, les axes des arbres 13 étant perpendiculaires au plan passant par les axes Il et 12 susdits et les extrémités 14 et 15 des arbres 13 faisant saillie de part et d'autre du carter, des couteaux 16 fixés à chacune des extrémités 14 et 15 des arbres 13 suivant une direction transversale aux axes de ces derniers et des moyens 17 agencés dans le carter 10 et à l'extérieur de celui-ci pour entraîner simultanément les arbres 13 en rotation autour de leur axe.
Comme montré aux dessins, l'axe Il du carter est avantageusement parallèle à l'axe 12 de l'extrémité de tubulure et la dimension dudit carter, prise perpendiculairement au plan passant par les axes 11 et 12, est inférieure à la plus petite dimension correspondante de l'extrémité de tubulure 1 tandis que la dimension du carter prise parallèlement à son axe 11 est légèrement inférieure à la dimension correspondante de ladite extrémité de tubulure. On pourrait bien entendu prévoir un carter 10 dont l'axe 11 n'est pas parallèle à l'axe 12 de l'extrémité de tubulure 1. Dans ce cas, la distance qui sépare la base du carter de ladite extrémité de tubulure 1 est inférieure à la distance qui sépare le sommet du carter de cette dernière.
Comme montré aux dessins, les axes des arbres 13 sont avantageusement alignés suivant l'axe Il du carter 10 et régulièrement espacés les uns des autres. L'arbre 13 le plus proche de la base du carter est situé à proximité de l'orifice d'aspiration 7 tandis que l'arbre le plus proche du sommet du carter est situé à proximité de l'endroit de raccordement 18 de l'extrémité de tubulure 1 à la tubulure 2 de l'élévateur.
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Dans les formes de réalisation illustrées aux dessins, les arbres 13 sont de longueurs égales, les extrémités 14 et 15 desdits arbres, qui font saillie de part et d'autre du carter 10, étant également de longueurs égales.
On pourrait également prévoir, pour former des talus de part et d'autre du carter lors de l'enfoncement de l'extrémité de tubulure dans la matière et faciliter l'éboulement de celle-ci, des arbres 13 portant les couteaux 16 dont les longueurs sont régulièrement décroissantes, l'arbre de plus petite longueur étant situé à proximité de l'orifice d'aspiration 7 susdit, les extrémités 14 et 15 de chacun de ces arbres 13 faisant saillie de part et d'autre du carter étant sensiblement égales.
Quelle que soit la solution choisie pour la longueur des arbres, la longueur de l'arbre situé à proximité de l'orifice d'aspiration 7 est avantageusement inférieure ou tout au plus égale aux grands côtés 8 de cet orifice 7, la plus grande dimension, prise parallèlement à l'axe de cet arbre, entre les parties extrêmes 19 des couteaux 16 montés sur ledit arbre étant au moins légèrement supérieure à la longueur des côtés 8 susdits.
Comme montré aux dessins, chacune des extrémités 14 et 15 des arbres 13 est pourvue de quatre couteaux 16 semblables profilés pour désagréger là matière et diriger la matière désagrégée vers l'orifice d'aspiration 7. Ces couteaux 16 sont disposés à 90 les uns des autres et présentent une zone 20, sensiblement parallèle à l'axe de l'arbre, formant palette et dont l'arête 21 qui attaque la matière est aiguisée. Ces zones 20 de deux couteaux disposées à 1800 sont dirigées vers le carter 10 tandis que les zones 20 des deux autres couteaux s'étendent à l'opposé dudit carter. La plus grande dimension de chacun des couteaux prise radialement depuis l'axe de l'arbre 13 est inférieure à la moitié de la distance séparant deux arbres 13 immédiatement voisins.
Les couteaux 16 sont avantageusement montés de manière amovible sur des brides 22 fixées aux extrémités 14 et 15 des arbres 13 Ces extrémités ont avantageusement à l'endroit de fixation des brides une section carrée qui correspond à la section interne desdites
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brides.
Les moyens d'entraînement 17 des arbres 13 sont agencés pour que ces arbres soient mis simultanément en rotation dans le même sens, le sens de rotation, schématisé par la flèche 23 (figures 1 et 2), étant avantageusement choisi pour que l'arête 21 d'un couteau 16 qui pénètre dans la matière 3 à un niveau donné se dégage de ladite matière à un niveau inférieur à ce niveau donné, de sorte que le mouvement des couteaux 16 entraîne l'extrémité de tubulure 1 suivant les directions 5 et 6 précitées.
Le niveau inférieur atteint par les couteaux 16 montés sur l'arbre 13 le plus proche de l'orifice d'aspiration 7 est sensiblement égal au niveau de l'extrémité inférieure 24 de l'extrémité de tubulure 1. Pour éviter que ces couteaux 16 entrent en contact avec la surface 25 sur laquelle repose la matière, le carter 10 présente avantageusement, à sa partie inférieure 26 et comme montre à la figure 7, une béquille 27 dont l'extrémité 28 destinée à entrer en contact avec cette surface 25 est située à un niveau légèrement inférieur au niveau inférieur atteint par les couteaux 16 tournant sur l'arbre 13 le plus proche de l'orifice d'aspiration 7. Pour faciliter la pénétration de la béquille 27 dans la matière, son arête 29, opposée à l'orifice d'aspiration 7, est avantageusement aiguisée.
Pour faciliter le déplacement de l'extrémité de tubulure 1 sur la surface 25, ladite extrémité présente avantageusement, à l'opposé du carter 10, des moyens de roulement 30 montés sur l'extrémité de tubulure de sorte que le niveau inférieur de ces moyens 30 soit légèrement inférieur au niveau de l'extrémité 28 de la béquille 27.
Les moyens 17 d'entraînement des arbres 13 sont constitués, comme montré à la figure 1, par un moteur réducteur 31, fixé sur les attaches du carter 10 à l'extrémité de tubulure 1, dont l'arbre de sortie 32 est connecté, par l'intermédiaire d'un cardan 33, à un dispositif de renvoi d'angle 34, fixé au carter 10, qui attaque l'extrémité 14 de l'arbre 13 situé au sommet du carter 10. Une roue dentée 35 est calée sur cet arbre ainsi qu'une roue dentée 35'sur l'arbre
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13 immédiatement voisin et une chaîne Galle 36 coopère avec ces roues dentées 35 et 35', ce dernier arbre portant une seconde roue dentée 35"qui est reliée par une chaîne de Galle 36'à une roue dentée calée sur l'arbre immédiatement voisin suivant et ainsi de suite jusqu'à l'arbre 13 situé à proximité de l'orifice d'aspiration 7.
Les roues dentées et les chaînes Galle sont disposées à l'intérieur du carter 10 pour être à l'abri de la matière 3, ce dernier étant avantageusement étanche pour que les roues dentées et chaînes puissent se déplacer dans un bain d'huile, ledit carter étant pourvu d'orifices obturables pour le remplissage et la vidange d'huile.
Pour faciliter le montage et l'entretien des paliers des arbres 13 et des moyens d'entraînement 17 de ces derniers dans le carter, ce dernier est avantageusement constitué, comme montré à la figure 1, de deux parties symétriques 37 et 37'réalisées en tôle emboutie et pourvuesde brides d'assemblage 38 et 38'sur tout leur pourtour, un joint d'étanchéité étant prévu entre ces brides.
Chacune des chaînes Galle des moyens 17 est avantageusement pourvue d'un tendeur 39, schématisé à la figure 1, qui est, par exemple, un tendeur comprenant un excentrique supporté dans le carter 10 et agencé de manière à pouvoir être commandé de l'extérieur dudit carter.
Pour faciliter la pénétration du carter 10 dans la matière à désagréger, suivant la direction 6 précitée, la face 40 de ce dernier, qui est tournée vers la matière, présente des moyens 41 agencés pour désagréger la matière située en regard de cette face 40. Ces moyens 41, qui pourraient être constitués par des organes fixes associés à la face 40 du carter et profilés pour pénétrer facilement dans la matière en la désagrégeant, sont avantageusement constitués, comme montré aux figures 4 et 5, par des organes mobiles. Les moyens 41 illustrés à la figure 4 sont constitués par un câble 42, parallèle à l'axe 11 du carter, tendu entre deux ressorts 43 fixés aux extrémités de la face 40 susdite.
Le câble 42, qui est guidé de place en place dans des guides 44 fixés au carter, est pourvu de rondelles 45 serties qui sont profilées
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pour désagréger la matière lorsque le câble oscille, suivant son axe, sous l'action des ressorts 43. Les oscillations du câble sont provoquées, par exemple, par un levier 46, articulé en 47 sur le carter 10, dont l'extrémité 48 est fixée au câble tandis que son extrémité 49 se trouve sur la trajectoire des couteaux 16 montés sur un des arbres 13 susdits.
Ces oscillations pourraient également être provoquées par un excentrique ou une bielle commandée à partir d'un des arbres 13 supportés par le carter 10. Les moyens 41 illustrés à la figure 5 sont constitués par des couteaux 50, semblables aux couteaux 16 décrits ci-avant, montés sur des arbres 51, dont les axes sont perpendiculaires aux axes des arbres 13, supportés par le carter et entraînés en rotation par des dispositifs de renvoi d'angle 52 à partir desdits arbres 13. La face 40 du carter 10 est avantageusement garnie, comme montré à la figure 4, de tôles déflectrices 53 profilées pour diriger, par gravité, la matière désagrégée, par les moyens 41, vers le bas du carter et vers l'extérieur de cette face 40 de part et d'autre dudit carter.
Pour éviter que la matière désagrégée par les couteaux d'un arbre tombe sur les couteaux des arbres situés à un niveau plus bas, des capots 54 (figure 7) sont fixés de part et d'autre du carter 10, au-dessus de la trajectoire des couteaux 16 montés sur chacun des arbres 13 disposés en dessous de l'arbre 13 situé au sommet du carter 10. Ces capots 54 sont profilés pour que la matière qui s'éboule sur eux soit guidée par gravité vers l'orifice d'aspiration 7.
Comme montré à la figure 2, l'extrémité de tubulure 1 peut être profilée pour que son orifice d'aspiration 7 soit tourné vers le carter 10.
Pour permettre d'orienter l'extrémité de tubulure 1 et les moyens 4 pour désagréger la matière par rapport à l'axe 12 susdit, l'extrémité de tubulure 1 est, suivant l'invention, raccordée coaxialement à une tubulure 2 qui est rigide et immobile en rotation autour de son axe, des moyens 55, prévus entre ces extrémités 1 et tubulure 2, étant agencés pour autoriser la rotation de l'extrémité de tubulure sur la tubulure 2, tandis que des moyens 56 sont prévus
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pour provoquer cette rotation. Ces moyens 56 sont avantageusement agencés pour pouvoir entraîner l'extrémité de tubulure 1 en rotation dans les deux sens.
Les moyens 55 sont constitués, comme montré notamment aux figures 2 et 3, par une pièce 57 montée coaxialement
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dans une couronne 58, fixée à la tubulure 2, de manière à pouvoir pivoter librement dans cette dernière, les moyens 56, qui provoquent la rotation, étant constitués par un moteur réducteur 59 tournant dans les deux sens et fixé à la couronne 58. L'arbre de sortie 60 de ce moteur est parallèle à l'axe 12 et porte un pignon denté 61, calé sur l'arbre 60, coopérant avec une chaîne 62 qui attaque un pignon denté 63 fixé sur la pièce 57.
Eventuellement, pour autoriser le déplacement de l'axe 12 de l'extrémité de tubulure 1 à partir d'une position où il est confondu avec l'axe de la tubulure d'aspiration 2 jusqu'à une position où il fait avec ce dernier axe un angle inférieur à 90 et ce, de manière à ce que les moyens 4 puissent attaquer la matière 3 obliquement en talus, on prévoit, suivant l'invention et comme montré à la figure 3, de raccorder l'extrémité de tubulure 1 à la tubulure 2 par l'intermédiaire d'une section de tubulure souple 64 qui peut être déformée par des moyens 65, tels que le vérin 66,
illustrés schématiquement à ladite figure 3 et agencés pour que la déformation s'effectue autour d'un axe s'étendant suivant une direction perpendiculaire à l'axe de la tubulure d'aspiration 2 et sensiblement équidistant des extrémités de cette section souple 64. Comme montré à la figure 3, l'extrémité de tubulure 1 est avantageusement montée sur la section souple 64 par l'intermédiaire de moyens 55 et 56, tels que décrits ci-dessus, qui permettent, d'une part, la rotation de l'extrémité de tubulure 1 sur la section souple et, d'autre part, l'entraînement de cette extrémité 1 en rotation dans les deux sens.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre du présent brevet.
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On pourrait notamment, suivant l'invention, prévoir sur l'extrémité de tubulure 1 des moyens externes, non représentés, qui sont mobiles et qui sont agencés pour assurer la stabilité de cette extrémité de tubulure, en position sensiblement verticale, lorsqu'elle doit être immobilisée ou séparée de la tubulure de l'élévateur pneumatique. Ces moyens, articulés sur l'extrémité 1 susdite ou sur le carter 10 des moyens 4, sont agencés pour occuper deux positions extrêmes, une première position où ils sont rabattus sur l'extrémité 1 pour ne pas gêner sa pénétration dans la matière et une seconde position dans laquelle ils sont écartés de cette extrémité 1 pour avoir avec cette dernière des points d'appui multiples au sol choisis pour assurer la stabilité précitée.
Ces moyens sont avantageusement garnis d'éléments tels qu'échelons facilitant l'accès à la partie supérieure de l'extrémité de tubulure.
On pourrait encore prévoir, suivant l'invention, et comme montré à la figure 9, une bavette 67 déformable assemblée à l'extrémité de tubulure 1 par une charnière 68. Cette bavette, qui s'étend sur toute la partie arrière de l'extrémité de tubulure 1, a pour but d'empêcher une introduction parasite d'air par l'arrière de ladite extrémité de tubulure. Cette bavette qui repose sur de la matière ou sur la surface 25 pour empêcher l'introduction d'air quand l'extrémité 1 se déplace suivant la direction 6 susdite peut, grâce à la charnière 68, se rabattre contre l'extrémité 1 quand cette dernière pénètre dans la matière suivant la direction 5 précitée, de sorte que ladite bavette ne gêne en rien cette pénétration.