Appareil pour la manutention d'une matière pulvérulente
La présente invention a pour objet un appareil pour la manutention d'une matière pulvérulente, destiné notamment à être utilisé dans une installation pour le transport sous pression de farine telle que décrite dans le brevet N" 325333.
L'appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un coffre destiné à contenir une provision de matière et présentant un orifice de décharge pratiqué dans son fond, des moyens divisant l'intérieur de ce coffre en compartiments et réglant l'écoulement de la matière à partir de chacun des compartiments à travers ledit orifice de décharge, des moyens de transport comprenant un conduit dans lequel un courant d'air est susceptible d'être établi et des moyens destinés à recevoir la matière s'écoulant à travers ledit orifice de décharge et à introduire cette matière dans ledit conduit, en vue de son transport par suspension dans ledit courant d'air.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil faisant l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est une coupe de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une coupe transversale de cette forme d'exécution, selon 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue partielle en élévation d'un mécanisme de réglage pour l'appareil représenté.
La fig. 4 est une vue partielle en plan, partiellement en coupe, de moyens de verrouillage pour le mécanisme de réglage de l'appareil.
La fig. 5 est une vue partielle en élévation, partiellement en coupe, d'un dispositif d'alimentation rotatif que comprend cet appareil.
Ainsi que cela est représenté aux fig. 1 à 5, l'appareil comprend une enveloppe 2 comportant des parois latérales 3 et 4 et une paroi transversale 5 recourbée de façon à former un capuchon s'étendant au-dessus de la partie supérieure de l'appareil. Le fond de l'enveloppe 2 est formé par deux parois latérales inclinées 6 et 7 et par des organes 8 et 9 perméables au gaz et inclinés sur l'horizontale. La pente des parois 6 et 7 est suffisante pour permettre à une matière pulvérulente telle que de la farine non aérée de s'écouler librement le long de ces parois et jusque sur les surfaces supérieures des organes perméables au gaz.
Des chambres de soufflage 10 et 11 s'étendent le long et au-dessous de chacun des organes perméables au gaz. Des tuyaux 14 et 15 sont prévus pour fournir du gaz sous pression dans ces chambres de manière à faire passer un gaz à travers les organes perméables au gaz et jusque dans la matière reposant sur leurs surfaces supérieures, afin d'aérer cette matière.
Le terme aération est employé dans la présente description pour désigner la pénétration d'un gaz quelconque, qui n'est pas nécessairement de l'air, jusque dans la matière se trouvant au-dessus des organes perméables au gaz et ceci avec une vitesse suffisante pour forcer cette matière à se dilater et pour réduire ainsi la friction entre ses particules, mais à une vitesse insuffisante pour entraîner des particules de ladite matière dans le courant de ce gaz.
Lorsqu'une matière pulvérulente est aérée en faisant passer un gaz à travers un organe perméable horizontal jusque dans cette matière, cette dernière forme alors un tas dont les flancs sont inclinés suivant un angle déterminé avec ledit organe perméable au gaz. Cet angle est appelé angle de repos de la matière aérée et il est notablement inférieur à l'angle de repos de la même matière, avant son aération. Si l'organe perméable au gaz est incliné par rapport à l'horizontale, selon un angle au moins aussi grand que l'angle de repos de la matière aérée, une aération de cette matière a pour effet de la faire couler par gravité le long de la surface transporteuse de l'organe perméable au gaz, jusqu'à l'extrémité inférieure de celui-ci.
L'angle de repos d'une matière pulvérulente aérée dépend des caractéristiques de la matière particulière envisagée et il varie avec les différentes matières. Cependant, on a constaté que si l'organe perméable au gaz présente par rapport à l'horizontale une inclinaison comprise entre 4 et 150 environ, pratiquement n'importe quelle matière pulvérulente susceptible d'être aérée s'écoule vers le bas par gravité le long d'un tel organe lorsqu'elle a été aérée. En conséquence, les organes perméables au gaz 8 et 9 sont de préférence disposés de manière que leurs surfaces supérieures de transport pour la matière forment par rapport à l'horizontale un angle au moins égal à l'angle de repos de la matière considérée à l'état aéré.
I1 n'est pas nécessaire d'utiliser de l'air pour
aérer la matière. Le gaz amené dans les chambres de soufflage 10 et 11 est généralement un gaz inerte à l'égard de la matière particulière à traiter placée dans l'appareil. Ce gaz peut en outre être chauffé ou réfrigéré et, dans certains cas, il peut être constitué par un gaz réagissant chimiquement avec la matière devant être manutentionnée, choisi selon la matière particulière traitée et les caractéristiques que celle-ci doit présenter lorsqu'elle est déchargée à partir de l'appareil. Les organes perméables au gaz sont avantageusement constitués par plusieurs couches de toile, mais peuvent aussi être faits de n'importe quelle autre matière perméable au gaz et présentant une perméabilité qui ne soit pas notablement supérieure à 5.
Le terme perméabilité , tel qu'il est utilisé dans la présente description, désigne la quantité d'air en ms à 210 C et à 25 /o d'humidité relative qui passe à travers une surface de 3,05 m2 de pierre sèche et poreuse en une minute, lors d'un essai effectué avec une différence de pression équivalente à une colonne d'eau de 51 mm.
Une ouverture de décharge 16 pratiquée dans le fond de l'enveloppe 2 est limitée par les organes perméables 8 et 9 et les parois latérales inclinées 6 et 7. Les organes perméables 8 et 9 s'incurvent jusqu'à l'intérieur de l'ouverture 16, comme représenté en 17 et 18, de manière à assurer un écoulement uniforme et ininterrompu de matière à partir des surfaces de ces organes jusque dans l'ouverture de décharge.
Une plaque 19, constituant un écran mobile, est montée sur un arbre 20 et s'étend en travers de l'ouverture 16 à partir de la paroi latérale 6 jusqu'à la paroi latérale 7 et est formée de manière à s'adapter à la pente de ces deux parois latérales. L'arbre 20 est susceptible de tourner pour faire basculer la plaque mobile 19 à partir d'une position dans laquelle elle est en contact avec la partie incurvée 18 de l'organe 8 jusque dans une position dans laquelle elle est en contact avec la partie incurvée 17 de l'organe 9 et vice versa. L'arbre 20 s'étend à travers la paroi latérale 6 et est muni d'un mécanisme de réglage permettant une mise en place précise de la plaque 19.
Le mécanisme de réglage comprend un engrenage 21 monté sur l'arbre 20 auquel il est fixé au moyen d'une goupille 22. L'engrenage 21 engrène avec une vis sans fin 23 montée sur un arbre 24. L'arbre 24 s'étend entre des paliers 25 et 26 et est susceptible d'être entraîné en rotation à la main au moyen d'un volant 27. Ainsi que cela est représenté d'une façon plus détaillée à la fig. 4, l'arbre 24 est verrouillé dans n'importe quelle position désirée par rotation d'un volant à écrou de verrouillage 28. L'effet de verrouillage est produit en faisant tourner le volant 28 sur l'extrémité filetée de l'arbre 24, jusqu'à ce que la face intérieure de ce volant vienne buter contre le palier 26.
Un indicateur visuel 29 disposé sur l'extrémité de l'arbre 20 indique au moyen de marques 30 la position exacte de la plaque mobile 19 par rapport aux deux organes perméables 8 et 9. La plaque mobile 19 est déplacée jusque dans n'importe quelle position désirée par rotation du volant 27, de-la vis sans fin 23 et de l'engrenage 21 monté sur l'arbre 20 de la plaque mobile 19. Après que cette plaque a été amenée dans la position désirée et indiquée par l'indicateur 29 et par une des marques 30, elle est maintenue dans cette position pendant le fonctionnement de l'appareil en faisant tourner le volant à écrou de blocage 28 jusqu'à ce qu'il vienne prendre appui fermement contre le palier 26, de manière à empêcher une rotation de plus grande amplitude de l'arbre 24.
A la fig. 1, on voit que si la plaque mobile 19 est mise en place comme représenté, de la matière ne peut s'écouler jusque dans l'ouverture de décharge 16 à partir de la surface de transport de l'organe 8, mais que de la matière est libre de s'écouler dans ladite ouverture à partir de la surface de transport de l'organe 9.
Au contraire, si la plaque mobile 19 est amenée dans la position indiquée en 19', de la matière ne peut s'écouler dans l'ouverture de décharge à partir de la surface de transport de l'organe 9, mais de la matière peut librement s'écouler dans cette ouverture à partir de la surface de transport de l'organe 8. Si la plaque mobile 19 est disposée dans une position médiane, comme représenté en 19", des quantités égales de matière peuvent s'écouler jusque dans l'ouverture de décharge à partir de chacune des surfaces de transport, à condition que la matière se trouvant sur chacune de ces surfaces soit de même type que celle qui se trouve sur l'autre ou présente de mêmes propriétés de transport.
On voit que, grâce à cette disposition, on peut obtenir n'importe quelle proportion de mélange en mettant convenablement en place la plaque mobile 19 et qu'on peut mélanger dans l'ouverture de décharge deux matières présentant des caractéristiques de transport différentes, ceci en quantités égales ou différentes par mise en place appropriée de la plaque mobile 19, de fa çon à tenir compte des vitesses d'écoulement respectives de ces deux matières.
Un dispositif d'alimentation rotatif 31 est disposé en regard de l'ouverture de décharge 16, au-dessous de cette ouverture et à côté des extrémités des organes perméables au gaz 8 et 9.. Ce dispositif comprend une enveloppe 32 comportant des parois terminales 33 et 34 qui délimitent une chambre cylindrique 35. Un rotor 37 est monté sur un arbre 36 horizontalement disposé à l'intérieur de l'enveloppe 32. Ce rotor comporte plusieurs aubes 38 qui s'étendent radialement vers l'extérieur et vers les parois intérieures de la chambre 35. Les distances entre les extrémités extérieures des aubes et la paroi de l'enveloppe définissant la chambre sont si petites qu'aucune quantité notable d'air et de matière ne peut passer entre les parois intérieures de la chambre et les extrémités extérieures des aubes.
Le rotor, les aubes espacées les unes des autres et les parois de la chambre définissent plusieurs poches 39 destinées à recevoir de la matière finement divisée et aérée à partir des surfaces de transport des organes 8 et 9 et à fournir cette matière à un conduit pneumatique, comme décrit ci-dessous.
L'enveloppe 32 du dispositif d'alimentation ro tatif comporte des rebords horizontaux 40 s'étendant sur son côté supérieur, et ces rebords sont boulonnés au fond de l'enveloppe 2, autour de l'orifice de décharge 16. La partie supérieure de l'enveloppe 32 présente un passage 41 à travers lequel de la matière s'écoulant par gravité à travers l'ouverture de décharge 16 tombe jusque dans les diverses poches 39, au fur et à mesure que le rotor tourne.
Un conduit d'alimentation en air 42 relié à un compresseur entraîné par un moteur fournit de l'air dans le dispositif d'alimentation rotatif, pour servir de milieu de transport, et un second conduit 43 est prévu pour transporter le mélange de matière et d'air à partir dudit dispositif d'alimentation. Des moyens de couplage 44 sont prévus pour chacun des conduits 42 et 43.
Une paire de passages alignés 45 s'étend à travers les parties inférieures respectives des parois terminales 33 et 34 du dispositif rotatif et ces passages se trouvent en regard des diverses poches 39, au fur et à mesure que le rotor tourne. De préférence, les extrémités intérieures des passages 45 présentent une section transversale au moins aussi grande que la section transversale de chacune des poches. Les extrémités extérieures des passages 45 diffèrent des extrémités intérieures de ces passages par leurs formes et par leurs sections transversales, leurs formes étant appropriées pour permettre de les raccorder aux conduits 42 et 43 qui sont de section transversale circulaire.
La pression de l'air traversant les passages 45 du dispositif d'alimentation rotatif est déterminée par le rapport matière-air désiré et par la distance sur laquelle la matière doit être transportée, à partir de l'appareil pour la décharge de sacs.
Un dispositif d'entraînement indiqué en 46 est prévu pour impartir un mouvement de rotation à l'arbre 36 du dispositif d'alimentation rotatif et pour faire tourner le rotor pendant l'opération de décharge. La vitesse de rotation du rotor est déterminée par le débit d'alimentation avec lequel la matière est admise dans le
dispositif d'alimentation rotatif et, à partir de
celui-ci, jusque dans le conduit 43, par le rapport matière-air désiré, et par la pression sous laquelle du gaz est admis dans les chambres de
soufflage 10 et 11.
Après que la matière qui se trouve dans les
diverses poches 39 a été successivement déchar
gée dans le conduit 43 à travers le passage 45,
de l'air sous pression est emprisonné dans les
poches pendant que le rotor poursuit son cycle de rotation, à partir du passage 45. L'air ainsi emprisonné est libéré dans l'ouverture de décharge 16 lorsque l'aube 38 passe en regard du bord 47 du passage 41, et cela produit dans la matière un effet d'éruption lorsque l'air s'échappe à travers l'ouverture de décharge 16.
Des plaques d'impact 48 et 49 sont disposées directement au-dessus de l'ouverture de décharge 16 et s'étendent à partir de la paroi latérale inclinée 6 jusqu'à la paroi latérale inclinée 7. Ces plaques d'impact sont maintenues en position au moyen de rebords 50 et 51 qui se recouvrent l'un l'autre et qui sont disposés autour d'un arbre 52. Les plaques d'impact 48 et 49 disposées directement au-dessus de l'ouverture de décharge 16 servent à dissiper la matière qui est soufflée vers le haut sous l'action de l'effet d'éruption produit par l'air emprisonné dans les poches 39, lorsque cet air est libéré dans l'ouverture de décharge.
Ces plaques protègent non seulement l'opérateur qui manipule l'appareil pour la décharge de sacs pendant qu'il décharge de la matière par l'ouverture 53 de la trémie, mais elles réduisent également la quantité de poussière qui se trouve en suspension dans la zone du capuchon 54.
La matière déchargée dans l'appareil est généralement emballée dans des sacs. Une grille de protection 55 est prévue pour empêcher que ces sacs ne puissent pénétrer dans le dispositif d'alimentation rotatif 31, au cas où l'un d'entre eux serait accidentellement lâché par 1' opéra- teur au cours de l'opération de remplissage de l'appareil.
La production d'une certaine quantité de poussière est inhérente à un appareil de ce genre. Pour cette raison, la région du capuchon 54 est munie de moyens d'aération 56 qui sont reliés à un ensemble collecteur de poussière.
Lors du fonctionnement de l'appareil, la plaque mobile 19 est placée dans la position désirée par rotation du volant 27 et est ensuite verrouillée dans cette position au moyen de la roue à écrou de verrouillage 28. La position de la plaque mobile 19 est déterminée par le rapport de mélange qu'on désire obtenir entre les matières placées dans l'appareil, compte tenu de leurs caractéristiques d'écoulement respecti ves à l'état aéré. Lorsqu'on désire obtenir des quantités égales de chaque matière et que les caractéristiques d'écoulement de ces matières à l'état aéré sont identiques, la plaque mobile 19 est placée en position verticale, de manière à diviser l'ouverture de décharge 16 en deux parties de section égales. On choisit également cette position verticale de la plaque mobile 19 lorsqu'on ne désire obtenir aucun mélange et que seule une des matières est amenée dans la trémie.
Lorsqu'on désire obtenir un rapport différent de l'égalité entre les quantités de matières différentes, on déplace la plaque mobile de manière à réduire la section de l'ouverture de décharge 16 au voisinage du côté de l'appareil dans lequel la plus petite quantité de matière est amenée.
Lorsque la matière doit être déchargée dans l'appareil, les moyens destinés à fournir du gaz sous pression dans les chambres de soufflage 10 et 1 1 sont actionnés et du gaz fourni par ces moyens s'écoule jusque dans lesdites chambres, à travers les organes perméables au gaz 8 et 9 et jusqu'à l'intérieur de la matière qui se trouve sur les surfaces de transport de matière.
Le gaz aère la matière qui se trouve audessus des surfaces de transport, provoquant ainsi un écoulement de la matière vers le bas, le long des organes perméables au gaz et par gravité jusque dans l'ouverture de décharge 16, le tout de façon réglée et déterminée par la position de la plaque mobile 19. Lorsque la matière qui se trouve directement au-dessus des organes perméables au gaz s'écoule jusque dans l'ouverture de décharge, de l'autre matière qui se trouve dans l'appareil s'écoule vers le bas le long des parois latérales inclinées 6 et 7 et jusque sur les surfaces de transport des organes perméables au gaz. De la matière est ajoutée dans l'appareil à travers l'ouverture 53, de fa çon à maintenir à l'intérieur de celui-ci un niveau de matière suffisant pour un fonctionnement correct.
Les moyens d'entraînement 46 destinés à faire tourner le rotor 37 du dispositif d'alimentation rotatif 31 sont actionnés en même temps que les moyens d'alimentation en gaz. La rotation du rotor expose successivement les poches 39 au passage d'alimentation 41 de sorte que, au fur et à mesure que le rotor tourne, chaque poche passant en regard de ce passage reçoit sa charge de matière aérée à partir de l'orifice de décharge 16. La rotation des poches amène la matière aérée que contiennent ces poches vers le bas, jusqu'à ce que les poches viennent en regard des passages 45 du dispositif d'alimentation rotatif.
Du gaz sous pression fourni au dispositif d'alimentation rotatif à travers le conduit 42 souffle la matière contenue dans la poche qui se trouve en regard des passages 45 hors de cette poche et jusque dans le conduit de transport 43 dans lequel le mélange de matière et de gaz pénètre dans l'ensemble transporteur.
Au cas où différentes matières sont placées dans l'appareil pour être mélangées, ces matières aérées pénètrent dans le dispositif d'alimentation rotatif à partir de leurs surfaces de transport respectives et de la façon décrite cidessus. Le mélange des matières commence à s'effectuer lorsque celles-ci pénètrent dans l'ouverture de décharge 16 et passent vers le bas jusque dans le passage 41 du dispositif d'alimentation rotatif. Une partie importante de l'opération de mélange est accomplie lorsque les deux matières sont soufflées jusque dans le conduit transporteur 43, à travers le passage 45, et le processus de mélange est achevé lorsque lesdites matières sont transportées à travers le conduit 43.
D'après ce qui précède, on se rend compte qu'un appareil pour la décharge de sacs du type décrit remplit une fonction supplémentaire en fournissant de la matière dans l'installation de manutention selon un courant uniforme, de densité constante. Le débit continu et uniforme de matière permet une réduction de la quantité d'énergie nécessaire pour entramer la matière comparativement à ce qui est le cas dans les installations d'alimentation dans lesquelles la matière est fournie à un transporteur pneumatique sous forme d'une masse compacte et inerte.
On a constaté qu'en utilisant un appareil tel que celui qu'on vient de décrire, on peut augmenter la capacité d'un transporteur pneumatique dans des proportions pouvant aller jusqu'à 50 oxo par rapport à la capacité qu'on peut obtenir avec les dispositifs d'alimentation de types connus, ceci sans augmentation de la consommation d'énergie électrique du transporteur pneumatique. On peut ainsi réduire les dimensions du conduit du transporteur pneumatique pour une même capacité de transport et une même consommation d'énergie, comparativement à la dimension de ce conduit dans un transporteur pneumatique utilisant des moyens d'alimentation usuels connus.