Appareil pour transporter une matière solide
Dans le transport de certaines matières, des farines par exemple, à l'aide de transporteurs rotatifs à soufflerie, des parties de la matière tendent à se fixer sur des irrégularités de la surface des poches du rotor, conduisant à la formation d'arches ou de ponts de ladite matière dans ces poches. Dans ce cas, une charge remise en circulation constituée par cette arche ou ce pont peut être portée au-delà de la zone de décharge et entraidée autour de la poche indéfiniment ou jusqu'à la rupture de la masse par vibration ou agitation. Dans certains cas, il est nécessaire d'utiliser des revêtements de chrome ou d'autres moyens croûteux pour traiter les surfaces du rotor et leur donner un fini poussé afin de rendre le transport moins difficile.
D'autres matières particulièrement difficiles à transporter laissent un résidu qui est de nature adhésive ou qui tend à augmenter la résistance de frottement entre les surfaces en mouvement. Ainsi, les copeaux de bois, qui exsudent des composés résineux ou de la sève quand ils sont usés par frottement, déposent des résines sur toutes les surfaces étroitement ajustées de l'appareil entre lesquelles ils frottent. Le dépôt continu de résines produit un revêtement dur sur ces surfaces, supprimant éventuellement les tolérances admises entre les surfaces et entraînant leur grippage. Dans de tels cas, un démontage de l'appareil et l'élimination du dépôt sont fréquemment nécessaires pour éviter l'endommagement de l'appareil.
Les matières telles que le ciment Portland fini, qui sont extrêmement abrasives sur les métaux utilisés dans les transporteurs rotatifs à soufflerie, détrui- sent les jeux et les scellements par érosion et peuvent éventuellement rendre inutilisables les transporteurs rotatifs connus.
De plus, les matières généralement transportées dans des transporteurs rotatifs à soufflerie montrent des tendances variées à se comprimer et à former des blocs dans le conduit de transport. Quand une poche remplie de matière vient en regard de l'ali- mentation d'air et des conduits de transport, le choc de l'air assurant le transport pousse la matière détachée initialement en avant et tend à la comprimer en un cylindre ou un bouchon dense dans le conduit de transport. Un tel bouchon présente un coefficient de frottement extrêmement élevé, soit entre les particules elles-mêmes, soit entre les particules extérieures et les parois des conduits.
Le bouchon est progressivement rendu perméable et désintégré en un courant de transport relativement dense, mais les pressions nécessaires pour transporter le bouchon, jusqu'à ce qu'il soit désintégré, sont excessives comparativement aux pressions nécessaires pour transporter la matière.
La présente invention a pour objet un appareil pour transporter une matière solide, comprenant une enveloppe présentant une chambre, un rotor monté pour tourner dans la chambre, rotor comportant un moyeu et des aubes se projetant depuis le moyeu pour former des poches, une entrée à travers laquelle la matière entre dans les poches, et des moyens pour faire circuler un fluide de manière que les poches, quand le rotor tourne, soient successivement traversées axialement par un courant de fluide depuis une entrée du fluide à une extrémité de la poche à une sortie de décharge à l'autre extrémité, afin que la matière dans chaque poche soit entraidée axialement et éloignée par le courant de fluide.
Cet appareil est caractérisé en ce que l'entrée du fluide est disposée au moins en grande partie dans la section droite balayée par les aubes en rotation à l'extrémité d'entrée, en ce que la sortie de décharge est disposée au moins partiellement à l'extérieur de la section droite balayée par les aubes à l'extrémité de sortie, et en ce que ladite chambre, entre l'entrée et la sortie du fluide, forme un canal qui se termine dans ladite sortie de décharge.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil selon l'invention.
La fig. I en est une coupe longitudinale.
La fig. 2 est une coupe selon II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en plan correspondant à la fig. 1.
Dans la forme d'exécution représentée, l'appareil de transport rotatif comprend une enveloppe cylindrique 1 présentant une entrée 2 pour la matière, une entrée 3 pour de l'air et une sortie de décharge 4. L'enveloppe 1 présente une chambre cylindrique destinée à loger un rotor 5 coaxial à ladite chambre. Les extrémités de la chambre du rotor sont fermées par des plateaux d'extrémité 6 et 7 à travers lesquels passent des arbres 8 et 9 montés dans des paliers 10 et 11. Les plateaux d'extrémité sont fixés à l'enveloppe 1 par des boulons 12.
Le rotor cylindrique 5 comprend un moyeu 13 dont le diamètre augmente en direction axiale du côté entrée au côté sortie de l'enveloppe, le profil du moyeu formant un grand arc, de sorte que, à l'extrémité sortie de l'appareil, le moyeu du rotor remplit complètement la surface comprise entre des aubes 14 du rotor et, sa section étant circulaire, forme un disque couvrant pratiquement la surface interne du plateau d'extrémité 7 sur tout le diamètre de la chambre intérieure de l'enveloppe, de sorte qu'il n'y a pas de contacts entre la matière à transporter et le plateau d'extrémité 7 quand la matière est dans les poches formées par les aubes du rotor.
Les aubes 14 montées sur le moyeu du rotor sont également espacées selon la circonférence et s'étendent radialement, définissant des poches à la périphérie du moyeu. La section droite radiale de ces poches diminue progressivement d'un maximum à l'extrémité d'entrée de l'enveloppe, à une valeur pratiquement nulle à l'extrémité de sortie.
Les arbres 8 et 9 du rotor partent des extrémités du moyeu 13. L'arbre 8 est formé d'une pièce avec la petite extrémité du moyeu. L'arbre 9 pourrait aussi être formé d'une pièce avec la grande extrémité du moyeu, mais dans la forme d'exécution préférée représentée, il est d'une pièce avec un plateau de renforcement 15 dont la partie périphérique est boulonnée à l'extrémité du moyeu du rotor par des boulons 16.
Dans sa partie inférieure, l'enveloppe 1 présente un canal de transport longitudinal 17, s'étendant à la partie externe de l'enveloppe et destiné à recevoir la matière à transporter. La section transversale du canal 17 augmente progressivement de l'extremité d'entrée à l'extrémité de sortie de l'enveloppe et le canal se raccorde à la sortie de décharge 4. L'augmentation progressive de la section droite du canal 17 est approximativement égale à la diminution progressive de la section droite des poches respectives du rotor vers la sortie de décharge.
Ainsi, quand l'une des poches du rotor est radialement alignée avec le canal 17, il existe un passage de transport présentant une section droite approximativement uniforme de l'entrée 3 à la sortie 4, et l'air de décharge traversant ce passage est maintenu à une vitesse pratiquement constante.
Alors que la face intérieure du canal 17, à son extrémité de sortie, comcide avec le point le plus bas de la sortie 4 et avec la surface engendrée par la rotation des bords extérieurs des aubes du rotor, la face intérieure du canal à l'extrémité d'entrée est légèrement espacée radialement vers l'extérieur de la surface engendrée par la rotation des bords extérieurs des aubes du rotor, formant un petit espace 18 assurant un passage libre pour l'air à partir de l'entrée 3 dans le canal de transport 17. Cette construction présente l'avantage que si la matière tend à former une croûte dans les poches et à ne pas tomber librement dans le canal 17 quand une poche communique avec l'entrée d'air, l'air passe à travers l'espace 18 avec une vitesse suffisante pour éroder le bord de la croûte et assurer son retrait de la poche.
L'espace 18 assure aussi un écroulement constant de l'air à travers le canal de transport 17 et la sortie 4 pour toute matière tombant dans le canal, et assure en outre un écoulement continu de l'air à travers le conduit de décharge qui diminue les pulsations de la pression dans le conduit de décharge et le risque de bouchage du conduit.
Un conduit 19 est relié à l'entrée 3 pour permettre l'introduction d'air sous pression dans les poches du rotor et dans le canal de transport 17, et un conduit 20 est relié à la sortie 4 pour la décharge et le transport ultérieur de la matière soufflée depuis les poches du rotor et le canal de transport 17.
Pour le transport de certaines matières, par exemple des copeaux de bois, il est avantageux de ménager un jeu 21 entre la petite extrémité du moyeu du rotor et le plateau d'extrémité 6 adjacent, ce jeu étant légèrement plus important qu'il n'est nécessaire pour assurer la libre rotation du rotor. On assure ainsi un léger courant d'air, depuis l'entrée 3, entre l'extrémité du rotor et le plateau 6, afin d'empêcher des particules de copeaux d'entrer entre ces organes, ce qui maculerait de résine le plateau d'extrémité, avec tous les inconvénients que cela comporte.
Comme la grande extrémité du moyeu du rotor forme un disque qui couvre pratiquement toute la surface intérieure du plateau d'extrémité 7, la matière dans les poches respectives, quand elle est soumise à la pression de l'air provenant de l'entrée 3, ne peut être forcée contre le plateau d'extrémité, ce qui aug menterait le frottement et l'abrasion et maculerait de matière le plateau d'extrémité.
L'entrée 2 pour la matière présente une bride 22 au moyen de laquelle l'appareil est fixé à une bride 23 d'un récipient 24, par des boulons 25.
Le récipient 24 peut être d'un type connu et présenter à sa partie inférieure des organes de transport par gravité activé par air, adjacents à l'entrée 2, de sorte que la matière peut être introduite dans les poches du rotor à l'état aéré.
La longueur de l'entrée 2 pour la matière, dans la direction de l'axe du rotor, est légèrement inférieure à la longueur correspondante de la chambre du rotor, ce qui forme des épaulements en surplomb 26 et 27, de sorte que la matière entrant dans les poches par cette entrée n'est pas directement amenée contre les extrémités des poches. En conséquence, si l'on traite une matière telle que ces copeaux de bois, il ne peut se produire qu'une faible abrasion des copeaux contre les extrémités des poches pendant le remplissage de ces poches et, par conséquent, qu'une faible exsudation de résine à partir de ces copeaux.
Un bord de cisaillement 28 est disposé sur le bord longitudinal interne de l'entrée 2, les poches se déplaçant au-delà de ce bord une fois remplies. Ce trord s'étend dans une direction non parallèle à l'axe du rotor, de sorte qu'une longueur sensiblement inférieure à sa longueur totale rencontre le bord périphérique d'une aube à tout instant donné. Ce bord 28 est en forme de V (fig. 3) et produit un effet de cisaillement par glissement de la périphérie des aubes et, par conséquent, une tendance à déplacer la matière à distance des extrémités des poches vers le milieu de celles-ci. I1 tend en outre à réduire l'action abrasive entre les plateaux d'extrémités et la matière dans les poches. Cependant, on pourrait utiliser d'autres constructions de bord de cisaillement pour obtenir le même résultat.
Le bord longitudinal de l'entrée 2 du côté opposé comprend un bord de cisaillement 29 similaire. Ce bord ne produit aucun effet de cisaillement quand le rotor tourne en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre en regardant la fig. 2, mais il exerce une telle action quand il tourne dans le sens opposé. I1 s'ensuit que l'appareil peut être utilisé avec l'un et l'autre sens de rotation.
En fonctionnement, le rotor est entraîné par un moteur non représenté et tourne au-dessous de l'entrée 2 au niveau de laquelle les poches reçoivent successivement la matière du récipient 24.
La rotation du rotor amène successivement les poches du rotor dans leur position de décharge où les extrémités adjacentes au plateau d'extrémité 6 sont alignées axialement avec l'entrée d'air 3. Quand les poches sont alignées avec l'entrée d'air, la matière qu'elles contiennent est frappée par le courant d'air provenant du conduit 19 et est balayée axialement le long des poches et à l'extérieur de celles cri pour être reçue dans le canal de transport 17. L'air force la matière le long du canal 17 et décharge cette matière de l'appareil à travers la sortie 4 dans le conduit 20 qui permet de la transporter dans la zone désirée.
Quand le souffle d'air provenant du conduit 19 frappe initialement la matière dans les poches, la matière la moins compacte est immédiatement entrainée et balayée dans le transporteur par le courant d'air. Le mouvement de cette matière, quand elle est entraînée, permet de déloger la matière adjacente, facilitant l'entraînement immédiat de toute matière compacte. Si la matière a formé une croûte dans les poches, la petite quantité d'air à haute vitesse s'écoulant dans l'espace 18 produit une érosion du bord de la croûte de matière, jusqu'à ce que toute la matière soit entraînée et balayée dans le canal de transport 17, la sortie 4 et le conduit de transport 20.
Si les propriétés physiques de la matière sont telles qu'elle tend à être comprimée et à former un bouchon en avant du courant d'air principal, ce bouchon sera poussé axialement par l'air le long des poches du rotor et progressivement dévié radialement par l'extrémité élargie du moyeu 13, jusqu'à ce que la matière soit forcée au-delà des surfaces de support du moyeu et des aubes 14 et soit brisé par le bord périphérique de la grande extrémité du moyeu en de petites masses qui sont elles-mêmes instantanément brisées ou désintégrées et entraînées par le courant d'air à travers le canal 17 au-delà du bord du moyeu. Ce processus se produit dans une certaine mesure avec toutes les matières traitées dans l'appareil, mais particulièrement avec des matières ayant tendance à se comprimer dans les poches du rotor ou dans les conduits de transport.
Grâce à la présence de t'espace 18, la communication entre l'entrée 3 et la sortie 4 n'est pas totalement bloquée par une poche remplie de matière alignée avec l'entrée. Par conséquent, la matière est alimentée dans le courant d'air progressivement et le rapport air/matière est relativement stable quand la matière entre dans le conduit 20.
Quand le bord de fuite de chaque aube 14 passe au niveau du bord de cisaillement 28, toute matière qui dépasse au-delà de la périphérie de la poche ou, comme dans le cas des copeaux de bois, est présente sur le bord de fuite de l'aube, est cisaillée entre le bord de fuite de l'aube et le bord de cisaillement 28 et tombe dans la poche suivante, ou est soulevée pour revenir en arrière dans l'entrée 2 avant de redescendre dans une charge subséquente.
Lors du transport de l'entrée à la zone de décharge, quand les poches sont alignées axialement avec l'entrée d'air 3, la matière ne vient pas en contact avec le plateau d'extrémité 7 par le fait que la grande extrémité du moyeu 13 enveloppe ce plateau.
C'est à cette extrémité aval que se rencontrent les plus sérieuses difficultés relatives à la retenue de la matière entre le rotor et le plateau d'extrémité de l'enveloppe.
Par suite de la présence des épaulements en surplomb 26 et 27 de l'entrée 2, le chargement de la matière se fait à distance des plateaux d'extrémité 6 et 7. En outre, le bord de cisaillement 28, qui tend à déplacer la matière vers le centre de la poche en direction longitudinale, et le petit passage de fuite pour l'air dans le jeu 21 compris entre la petite extrémité du rotor et le plateau d'extrémité 6 permettent d'empêcher, ou au moins de minimiser le contact de frottement de la matière avec le plateau 6 et, par suite, le dépôt de résines ou d'une autre matière sur ce plateau.
Cette action tendant à diminuer le frottement de la matière entre le rotor et les plateaux d'extrémité supprime toute abrasion excessive et résout les problèmes de division parfois rencontrés dans les machines connues. On peut alors transporter des matières aussi abrasives que le ciment fini ou des copeaux de bois résineux sans entraîner des frais excessifs d'entretien et de remplacement dans de telles installations.
L'incidence du courant d'air principal avec les extrémités internes ou les fonds des poches se fait sous un angle constant, ce qui a pour effet d'assurer un nettoyage soigné des poches avant qu'elles ne reçoivent de nouvelles charges. Cela est particulièrement avantageux dans les installations dans lesquelles l'appareil doit traiter plusieurs matières interchangeables. Grâce à cet autonettoyage, une matière peut être déplacée momentanément sans charge pour enlever la poussière résiduelle d'une autre matière, puis ensuite être transportée sans démonter l'appareil pour un nettoyage et sans entraîner une contamination indésirable entre les deux matières.
L'incidence angulaire constante du courant d'air principal contre les fonds des poches est également avantageuse dans le traitement de matières telles que des farines, quand la substance qui reste dans les angles des poches est sujette à s'infecter.