La présente invention concerne un mélangeur à vis sans fin comportant une cuve dans laquelle la vis sans fin est logée de façon rotative, cette vis présentant à chacune de ses extrémités un axe supporté dans un palier respectif, ces paliers comportant chacun un corps de palier fixé sur la paroi de la cuve, et un roulement.
De tels mélangeurs sont utilisés dans de nombreux domaines pour réaliser des mélanges de poudres, de granulés ou d'autres constituants solides et/ou liquides, notamment dans l'industrie alimentaire, chimique et pharmaceutique. Les composants à mélanger sont introduits dans la cuve et transportés par la vis sans fin d'une extrémité de la cuve vers l'autre. Le produit recueilli latéralement est repoussé vers le haut de la cuve d'où il s'écoule en surface vers la partie inférieure de la cuve, de sorte qu'on assiste à la création de deux courants opposés dans la cuve qui permettent d'obtenir un mélange précis sans altération du produit.
Dans les mélangeurs connus, le produit contenu dans la cuve vient en contact avec des joints des paliers qui supportent la vis sans fin et il en resulte une contamination mutuelle des produits à mélanger et de ces joints. D'autre part, le contrôle de l'état des paliers et leur nettoyage ainsi que l'enlèvement de la vis sans fin sont des opérations relativement compliquées.
L'invention vise à fournir un mélangeur du type mentionné au début, dans lequel les organes critiques des paliers et les produits contenus dans la cuve sont protégés contre toute contamination les uns par les autres, en évitant de les mettre en contact direct quelque soit la pression que les produits peuvent exercer sur les paliers.
Par ailleurs, l'invention a pour but de permettre un accès aisé aux paliers en vue de leur inspection et de leur nettoyage et de faciliter l'enlèvement de la vis sans fin, en évitant notamment la nécessité d'un démontage du moteur.
A cet effet, le mélangeur selon l'invention est caractérisé en ce que chaque palier est agencé de façon à présenter un espace cylindrique entre l'axe de la vis et le corps de palier, cet espace s'étendant entre l'endroit d'entrée de l'axe dans le corps de palier et un joint d'étanchéité élastique inséré entre le corps de palier et l'axe, en amont du roulement du palier, le palier comportant des moyens pour injecter de l'air comprimé dans ledit espace cylindrique.
Selon une forme d'exécution, le corps de palier comporte une gorge annulaire entourant l'axe et communiquant, d'une part, avec ledit espace cylindrique et, d'autre part, avec un orifice du corps de palier agencé pour pouvoir être connecté à une source d'air comprimé. Selon une variante, le corps de palier peut former, avec ledit joint élastique, une telle gorge annulaire.
Selon une autre forme d'exécution, le corps de palier peut comporter un canal annulaire agencé pour pouvoir être raccordé à une source d'air comprimé, ce canal annulaire communiquant, par l'intermédiaire d'au moins un canal de liaison, avec ledit espace cylindrique, ce canal de liaison débouchant sur une gorge annulaire entourant l'axe de la vis, cette gorge étant formée entre une paroi latérale dudit joint élastique et le corps de palier.
De préférence, les axes aux extrémités de la vis sont réalisés en deux parties séparables axialement et sont munis de moyens pour rendre ces parties solidaires en rotation. Selon la forme d'exécution du palier, soit l'endroit de séparation de l'axe se situe à la hauteur de ladite gorge annulaire, soit les deux parties de l'axe forment entre elles une rainure périphérique communiquant avec ledit espace cylindrique.
Le palier situé du côté de l'entrainement de la vis présente avantageusement un corps de palier comportant une partie cylindrique qui pénètre à l'intérieur de la cuve, et l'axe de la vis comporte une partie périphérique élargie comprenant une creusure annulaire dans laquelle s'engage l'extrémité de ladite partie cylindrique du corps de palier, de manière à prolonger ledit espace cylindrique alimenté en air comprimé et lui conférer, en section axiale, une forme de U dont la branche extérieure est dirigée vers la paroi de la cuve entourant le corps de palier.
Les paliers du présent mélangeur peuvent notamment présenter un compartiment annulaire qui s'étend, dans le sens axial, entre ledit joint élastique et ledit roulement et, dans le sens radial, entre l'axe et le corps de palier, ce compartiment communiquant, par un orifice dans le corps de palier, avec l'extérieur de la cuve. Dans ce compartiment, un élément déflecteur s'étendant radialement depuis l'axe de la vice, peut être disposé au voisinage du roulement.
L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description d'une forme d'exécution particulière, indiquée à titre d'exemple et illustrée par le dessin annexé, dans lequel:
La fig. 1 est une vue schématique d'un mélangeur du type auquel s'applique à la présente invention;
La fig. 2 est une vue en coupe axiale d'un palier supportant l'axe de la vis sans fin à une extrémité de la cuve; et
La fig. 3 est une coupe axiale du palier situé à l'extrémité opposée de la cuve, du côté du dispositif d'entraînement de la vis sans fin.
La fig. 1 montre, de façon schématique et simplifiée, les éléments de base du mélangeur, à savoir une cuve 1 supportée par un châssis 2, de façon à pouvoir être inclinée d'un angle voulu par rapport à l'horizontale, et une vis sans fin 3 disposée au fond de la cuve et présentant à chaque extrémité un axe logé dans des paliers respectifs 4 et 5. La cuve est fermée par un couvercle 6 et possède une ouverture de vidange 7.
La fig. 2 montre une forme d'exécution du palier 4 qui supporte l'axe 8 de la vis sans fin du côté opposé au côté de l'entraînement de la vis. Un corps de palier 9 fixé sur un flasque solidaire de la paroi de la cuve 1 supporte un roulement 10, tel qu'un roulement à rotule sur rouleaux. La bague intérieure du roulement 10 est montée sur une partie 11 de l'axe 8 qui porte un écrou de serrage 12.
Le corps de palier 9 comporte une douille 13 du côté de l'entrée de l'axe 8, le diamètre intérieur de cette douille étant tel qu'un espace cylindrique 14 est ménagé autour de l'axe 8. La douille 13 comporte une gorge annulaire périphérique qui forme, avec le corps 9, un canal 15 destiné à être raccordé à travers un orifice 16 à une source d'air comprimé. Le canal 15 communique, par l'intermédiaire de canaux de liaison tels que 17, avec un espace annulaire 18 formé entre la douille 13 et la surface latérale d'un joint d'étanchéité élastique 19 disposé entre la douille et la surface de l'axe 11. L'espace 18, en forme de gorge annulaire, communique avec l'espace cylindrique 14, de sorte que le flux d'air comprimé amené à travers l'orifice 16 est dirigé sur la surface latérale du joint 19 et ensuite conduit à travers l'espace 14 vers l'intérieur de la cuve.
Comme le montre la fig. 2, l'axe de la vis sans fin est réalisé en deux parties 8, 11 qui sont rendues solidaires en rotation au moyen de goupilles 21. Dans le sens axial, les deux parties de l'axe sont réunies par une vis 22 accessible de l'extérieur du palier à travers une ouverture dans un couvercle 20 fermant le corps de palier 9, l'étanchéité autour de l'axe étant assurée par un joint. D'autre part, un joint 23 est disposé entre les deux parties d'axe 8 et 11. A la hauteur de la surface de contact entre ces parties 8 et 11, l'axe présente une gorge périphérique 24 communiquant avec l'espace cylindrique 14.
Comme le montre également la fig. 2, un espace annulaire 25 est prévu entre le joint élastique 19 et le roulement 10, et un organe déflecteur 25' est inséré dans cet espace pour faire écran entre le roulement et le joint. D'autre part, l'espace annulaire 25 communique avec l'extérieur par un orifice 26.
La fig. 3 montre une autre forme d'exécution d'un palier pour le présent mélangeur convenant plus particulièrement comme palier 5 situé du côté de l'entraînement de la vis 3.
Le palier selon la fig. 3 comporte un corps de palier 27 qui est fixé à la paroi de la cuve 1 et pénètre dans celle-ci par une partie cylindrique 27. L'axe de la vis sans fin est réalisé en deux parties séparables 28, 29 rendues solidaires en rotation au moyen de goupilles telles que 30. La partie d'axe 29 est supportée par un roulement 31, similaire à celui de la fig. 2. La bague extérieure de ce roulement s'appuie contre un épaulement du corps de palier 27 et est maintenue par un circlip 33 inséré dans une gorge annulaire du corps de palier. La bague intérieure du roulement 31 est montée sur l'axe 29 entre, d'un côté, un épaulement de l'axe et un organe déflecteur 34 et, de l'autre côté, une douille 35 et un écrou de serrage 36. L'axe 29 présente une creusure 37 destinée à recevoir l'extrémité d'un axe d'entraînement non représenté.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 3, le joint élastique 32 forme, avec une creusure du corps de palier 27, un espace annulaire entourant l'axe à la hauteur de la surface de contact 38 entre les deux parties de l'arbre. Cet espace annulaire 39 peut être relié par l'intermédiaire d'un orifice de raccordement 40 à une source d'air comprimé. L'espace 40 communique, d'autre part, avec un espace cylindrique 41 entourant la partie d'axe 28 à l'intérieur du corps de palier.
La partie d'axe 28 comporte, dans cette forme d'exécution, une partie élargie 28 min qui présente une creusure annulaire 42 dans laquelle pénètre l'extrémité de la partie cylindrique 27 min du corps de palier. L'agencement de cette extrémité et de la creusure 42 est tel que l'espace cylindrique 41 est prolongé de façon à avoir, en section axiale, autour de l'extrémité de la partie 27 min , une forme de U, la branche extérieure 43 de cet U étant tournée vers la paroi de la cuve 1 entourant la partie 27 min .
Dans les paliers représentés aux fig. 2 et 3, un flux d'air comprimé est dirigé sur une partie de la paroi latérale du joint élastique séparant le roulement de la partie intérieure de la cuve, et l'air comprimé passe dans ledit espace cylindrique entre l'axe de la vis et le corps de palier pour empêcher les produits contenus dans la cuve de s'infiltrer dans le palier et de contaminer le joint élastique. Pour alimenter l'espace cylindrique en air comprimé, il est également possible de prévoir, dans le corps de palier, une gorge annulaire de distribution de l'air qui soit espacée du joint élastique, l'espace cylindrique s'étendant alors des deux côtés de cette gorge entre le joint élastique et l'endroit d'entrée de l'axe dans le palier.
La réalisation des axes qui coopèrent avec les paliers décrits, en deux parties séparables axialement, permet notamment un enlèvement de la vis sans fin après démontage du palier 4, mais sans démontage de la partie d'axe 29, et permet également un contrôle du palier 4 par un démontage de la partie d'axe 11. Les orifices servent en outre au nettoyage des zones d'étanchéité, sans démontage des paliers, par introduction d'air, d'eau ou d'autres gaz ou liquides.
Le présent mélangeur permet ainsi une grande simplification des opérations d'entretien, tout en fournissant une sécurité accrue à l'égard d'une contamination des produits à mélanger et une protection efficace du joint d'étanchéité.
The present invention relates to a worm mixer comprising a tank in which the worm is rotatably housed, this screw having at each of its ends an axis supported in a respective bearing, these bearings each comprising a fixed bearing body on the wall of the tank, and a bearing.
Such mixers are used in many fields to produce mixtures of powders, granules or other solid and / or liquid constituents, in particular in the food, chemical and pharmaceutical industry. The components to be mixed are introduced into the tank and transported by the worm from one end of the tank to the other. The product collected laterally is pushed up the tank from where it flows on the surface towards the lower part of the tank, so that we are witnessing the creation of two opposite currents in the tank which make it possible to obtain precise mixing without altering the product.
In known mixers, the product contained in the tank comes into contact with the seals of the bearings which support the worm and this results in mutual contamination of the products to be mixed and of these seals. On the other hand, checking the condition of the bearings and their cleaning as well as the removal of the worm screw are relatively complicated operations.
The invention aims to provide a mixer of the type mentioned at the beginning, in which the critical components of the bearings and the products contained in the tank are protected against any contamination by each other, by avoiding bringing them into direct contact whatever the pressure that the products can exert on the bearings.
Furthermore, the invention aims to allow easy access to the bearings for inspection and cleaning and to facilitate the removal of the worm, in particular avoiding the need for disassembly of the motor.
To this end, the mixer according to the invention is characterized in that each bearing is arranged so as to present a cylindrical space between the axis of the screw and the bearing body, this space extending between the place of entry of the shaft into the bearing body and an elastic seal inserted between the bearing body and the shaft, upstream of the bearing of the bearing, the bearing comprising means for injecting compressed air into said space cylindrical.
According to one embodiment, the bearing body has an annular groove surrounding the axis and communicating, on the one hand, with said cylindrical space and, on the other hand, with an orifice of the bearing body arranged to be able to be connected to a source of compressed air. Alternatively, the bearing body can form, with said elastic seal, such an annular groove.
According to another embodiment, the bearing body may comprise an annular channel arranged to be able to be connected to a source of compressed air, this annular channel communicating, by means of at least one connecting channel, with said cylindrical space, this connecting channel opening onto an annular groove surrounding the axis of the screw, this groove being formed between a side wall of said elastic seal and the bearing body.
Preferably, the axes at the ends of the screw are made in two axially separable parts and are provided with means for making these parts integral in rotation. According to the embodiment of the bearing, either the location of the axis is located at the height of said annular groove, or the two parts of the axis form between them a peripheral groove communicating with said cylindrical space.
The bearing located on the side of the screw drive advantageously has a bearing body comprising a cylindrical part which penetrates inside the tank, and the axis of the screw comprises an enlarged peripheral part comprising an annular recess in which engages the end of said cylindrical part of the bearing body, so as to extend said cylindrical space supplied with compressed air and give it, in axial section, a U-shape whose outer branch is directed towards the wall of the tank surrounding the bearing body.
The bearings of the present mixer may in particular have an annular compartment which extends, in the axial direction, between said elastic seal and said bearing and, in the radial direction, between the axis and the bearing body, this compartment communicating, by an orifice in the bearing body, with the outside of the tank. In this compartment, a deflector element extending radially from the axis of the vice, can be arranged in the vicinity of the bearing.
The invention will be better understood in the light of the description of a particular embodiment, indicated by way of example and illustrated by the appended drawing, in which:
Fig. 1 is a schematic view of a mixer of the type to which the present invention applies;
Fig. 2 is an axial section view of a bearing supporting the axis of the worm at one end of the tank; and
Fig. 3 is an axial section of the bearing located at the opposite end of the tank, on the side of the drive device of the worm.
Fig. 1 shows, schematically and simplified, the basic elements of the mixer, namely a tank 1 supported by a frame 2, so that it can be tilted at a desired angle relative to the horizontal, and a worm 3 disposed at the bottom of the tank and having at each end an axis housed in respective bearings 4 and 5. The tank is closed by a cover 6 and has a drain opening 7.
Fig. 2 shows an embodiment of the bearing 4 which supports the axis 8 of the worm on the side opposite to the side of the drive of the screw. A bearing body 9 fixed to a flange secured to the wall of the tank 1 supports a bearing 10, such as a spherical roller bearing. The inner ring of the bearing 10 is mounted on a part 11 of the axis 8 which carries a tightening nut 12.
The bearing body 9 comprises a sleeve 13 on the side of the entry of the axis 8, the internal diameter of this sleeve being such that a cylindrical space 14 is formed around the axis 8. The sleeve 13 has a groove annular peripheral which forms, with the body 9, a channel 15 intended to be connected through an orifice 16 to a source of compressed air. The channel 15 communicates, via connection channels such as 17, with an annular space 18 formed between the sleeve 13 and the lateral surface of an elastic seal 19 disposed between the sleeve and the surface of the axis 11. The space 18, in the form of an annular groove, communicates with the cylindrical space 14, so that the flow of compressed air supplied through the orifice 16 is directed onto the lateral surface of the seal 19 and then leads through the space 14 towards the inside of the tank.
As shown in fig. 2, the axis of the worm is made of two parts 8, 11 which are made integral in rotation by means of pins 21. In the axial direction, the two parts of the axis are joined by a screw 22 accessible from the outside of the bearing through an opening in a cover 20 closing the bearing body 9, the seal around the axis being ensured by a seal. On the other hand, a seal 23 is disposed between the two parts of axis 8 and 11. At the height of the contact surface between these parts 8 and 11, the axis has a peripheral groove 24 communicating with the cylindrical space 14.
As also shown in fig. 2, an annular space 25 is provided between the elastic seal 19 and the bearing 10, and a deflector member 25 'is inserted in this space to form a screen between the bearing and the seal. On the other hand, the annular space 25 communicates with the outside through an orifice 26.
Fig. 3 shows another embodiment of a bearing for the present mixer more particularly suitable as bearing 5 situated on the drive side of the screw 3.
The bearing according to fig. 3 comprises a bearing body 27 which is fixed to the wall of the tank 1 and enters it by a cylindrical part 27. The axis of the worm is made of two separable parts 28, 29 made integral in rotation by means of pins such as 30. The axle part 29 is supported by a bearing 31, similar to that of FIG. 2. The outer ring of this bearing bears against a shoulder of the bearing body 27 and is held by a circlip 33 inserted in an annular groove in the bearing body. The inner ring of the bearing 31 is mounted on the axle 29 between, on one side, a shoulder of the axle and a deflector member and, on the other side, a bush 35 and a tightening nut 36. L axis 29 has a recess 37 intended to receive the end of a drive axis, not shown.
In the embodiment shown in FIG. 3, the elastic seal 32 forms, with a recess in the bearing body 27, an annular space surrounding the axis at the height of the contact surface 38 between the two parts of the shaft. This annular space 39 can be connected via a connection orifice 40 to a source of compressed air. The space 40 communicates, on the other hand, with a cylindrical space 41 surrounding the axle part 28 inside the bearing body.
The axis part 28 comprises, in this embodiment, an enlarged part 28 min which has an annular recess 42 into which the end of the cylindrical part 27 min of the bearing body penetrates. The arrangement of this end and of the recess 42 is such that the cylindrical space 41 is extended so as to have, in axial section, around the end of the part 27 min, a U shape, the outer branch 43 of this U being turned towards the wall of the tank 1 surrounding the part 27 min.
In the bearings shown in fig. 2 and 3, a flow of compressed air is directed over a part of the side wall of the elastic seal separating the bearing from the internal part of the tank, and the compressed air passes through said cylindrical space between the axis of the screw and the bearing housing to prevent the products contained in the tank from infiltrating the bearing and contaminating the elastic seal. To supply the cylindrical space with compressed air, it is also possible to provide, in the bearing body, an annular air distribution groove which is spaced from the elastic seal, the cylindrical space then extending on both sides. of this groove between the elastic seal and the entry point of the axis in the bearing.
The realization of the axes which cooperate with the bearings described, in two axially separable parts, allows in particular a removal of the worm after disassembly of the bearing 4, but without disassembly of the axis part 29, and also allows control of the bearing 4 by dismantling the axle part 11. The orifices are also used for cleaning the sealing zones, without dismantling the bearings, by introducing air, water or other gases or liquids.
The present mixer thus allows a great simplification of the maintenance operations, while providing increased security with respect to contamination of the products to be mixed and effective protection of the seal.