EP0038807B1 - Presseur fluidique d'organe de raclage pour appareil de traitement a surface raclee - Google Patents

Presseur fluidique d'organe de raclage pour appareil de traitement a surface raclee Download PDF

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EP0038807B1
EP0038807B1 EP19800901891 EP80901891A EP0038807B1 EP 0038807 B1 EP0038807 B1 EP 0038807B1 EP 19800901891 EP19800901891 EP 19800901891 EP 80901891 A EP80901891 A EP 80901891A EP 0038807 B1 EP0038807 B1 EP 0038807B1
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    • F28F19/008—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using scrapers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G3/00—Doctors
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/28—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by rollers or discs with material passing over or between them, e.g. suction drum, sieve, the axis of rotation being in fixed position
    • F26B17/284—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by rollers or discs with material passing over or between them, e.g. suction drum, sieve, the axis of rotation being in fixed position the materials being dried on the non-perforated surface of heated rollers or drums
    • F26B17/286—Arrangements for application of materials to be dried onto the drums or rollers; Arrangements for removing dried materials from the drums or rollers, e.g. doctor blades

Definitions

  • the present invention is in the field of processing devices and in particular rotary cylinder heat exchangers, these devices being used in particular for drying or crystallizing products such as food, pharmaceutical, chemical, etc. and it has for subject of improvements to the scraping members.
  • such treatment devices are generally made up of a generally cylindrical movable surface and of a scraper member, said knife, fixed relative to the frame of the machine and applied according to a generator of the cylinder. It is also recalled that when these devices, as is generally the case, have a heat exchanger function, the uniformity of application of the knife against the cylinder is a source of difficulties, manifested in particular by exaggerated wear. of the blade at certain points, while at other points of the cylinder the film of product is only superficially scraped; these difficulties result essentially from the instability of the adjustment of the force of application of the blade against the cylindrical surface, instability itself linked to the instability of the thermal conditions at different points of the cylinder.
  • the present invention relates more particularly to treatments such as dehydration of food-type products sometimes requiring high scraping pressures.
  • the object of the present invention is to provide means for elastic adjustment of the force of application of the blade against the cylinder, the force of application being approximately constant regardless of the dimensional variations of the members present linked to the variation in thermal conditions; the ultimate aim being to obtain regular and minimal wear of the blade while avoiding insufficient scraping in certain parts of the surface.
  • a product treatment device said device being of the kind with a cylindrical scraped surface and comprising a scraping assembly known as scraper knives, said scraping assembly consisting of a carrier blade, of a counter-blade part, of a blade and of support means, for maneuvering and applying said parts against said cylindrical surface
  • said device using on the one hand fluidic cylinders for, in known manner, maneuver the blade holder and apply it against the cylindrical surface and, on the other hand, a fluidically deformable pipe disposed between the blade and the counter blade to, in known manner, separate the blade from the counter blade
  • a plurality of fluidic cylinders constituting evenly distributed pressing members along a shaft integral with the frame and fixed relative to it, said cylinders forming articulation of the blade holder on the shaft, each of the v fluid rins being on the one hand connected to the shaft fixed by a solid arm of a collar keyed to the shaft, the arm supporting
  • Such a device combines to act in combination with the fluid cylinders constituting the pressing members, said pressing means constituting a first pressing stage, a fluidically deformable pipe comprised between the blade and the counter blade, said pipe constituting a second pressing stage. It follows that the first and second stages are both maneuverable by means of a fluid; preferably each fluid cylinder is provided with an adjustment means making it possible to independently regulate the fluid pressure in the cylinder.
  • the fluidically deformable pipe is housed in a housing of the counter blade having a cross section in the form of a circular segment comprised between half and the entire circle, the surface of said section being substantially equal to the section of the pipe.
  • a treatment device with a scraped surface which can be a dryer as well as a scalyer, essentially consists of a frame 1, a rotary cylinder 2 constituting the exchange surface and a scraping assembly 3, said scraper knife, fixed on the frame by means of bearings 4 and 5, and whose blade 6 can be supported on a generator of the cylinder 2; as shown in the figure the scraper knife is in the raised position.
  • the scraper knife comprises, on the one hand, support and maneuvering means comprising a shaft 7 mounted on the bearings 4 and 5 and a plurality of pressure members 8, 9, 10 and 11 distributed equally along the shaft, and on the other hand parts comprising a blade holder, a blade and a counter blade, these parts being continuous from one end to the other of the cylinder and being supported by the pressing members; these parts, as well as a pressing member, are described in detail in the following figures.
  • a pressing member consists of a collar 12 mounted around and locked on the tubular shaft 7; the collar 12 comprises an arm 14, the end of which forms a cap 13 for a piston head 16 of a fluid cylinder 17.
  • this double collar comprises a pair of arms such as the arm 15 to serve as a cap for the body of the jack 17; it also includes a plate 18 onto which a blade holder can be bolted 19.
  • the cap 13, the arm 14, the collar 12 and the shaft 7 are integral with each other and normally fixed relative to the frame while the arm 15, the jack 17, the double collar and the plate 18 are movable in rotation around the shaft 7 and can pivot on it, in one direction or the other, under the effect of the jack 17.
  • the jack 17 is supplied with pressure by a pressure reducer 20 allowing the adjustment of the fluid pressure in the jack.
  • the blade holder 19 is moved in the direction of the cylinder 2 and the blade 6 comes to bear against the latter (position in the figure).
  • the assembly described above constitutes on the one hand the first stage of pressing the blade against the cylinder and on the other hand a member for lifting the blade.
  • the blade holder 19 consisting of a T-shaped piece with a length substantially equal to that of the cylinder, is bolted to the plate 18 in line with a pressing member such as that of FIG. 2; on the blade holder the blade 6 is kept bolted by means of a counter blade 24.
  • the counter blade 24 comprises, in the vicinity of its outer edge, a housing 21 with a circular segment section for accommodating a tube or pipe , 22 made of flexible material.
  • the width of the plate 23 of the blade holder serving as a jaw for the blade is very clearly less than the width of the counter blade 24 and that the housing 21 of the blade holder is clearly offset towards the outside relative to the end of the plate 23; it follows from this arrangement that when the pipe 22 is subjected to an internal pressure it can, if it overflows sufficiently from its housing, as is the case shown in the figure, deform the blade 6 and impart bending to it relative to its original position shown in dashes. More precisely and as shown in fig.
  • the outside diameter of the pipe 22 must be slightly less than the diameter of the housing 21 which is substantially circular, so that in the absence of pressure in the pipe, the latter can be flattened by the elastic pressure of the blade, while in the presence of an internal pressure the pipe tends to resume its cylindrical section and to flex the blade elastically.
  • the inflatable element constituted by the hose is equivalent in its function, but at a lower cost, to a multitude of jacks arranged all along the blade, and constitutes the second pressing stage.

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Abstract

La presente invention est du domaine des appareils de traitement, notamment des echangeurs de chaleur a cylindre rotatif, et elle a pour objet des perfectionnements aux organes de raclage. Selon la presente invention, le dispositif etant du genre a surface raclee comprend un ensemble de raclage constitue d'une piece porte-lame (19), avec lame (6), de moyens-supports et de manoeuvre de ces pieces et il est principalement caracterise par un element gonflable (22) a l'aide d'un fluide, dispose le long de ladite lame pour, sous l'effet de la pression du fluide, deformer ladite lame et l'appliquer avec une force sensiblement uniforme contre ladite surface a racler. Application aux appareils utilises pour le sechage ou la cristallisation des produits tels qu alimentaires pharmaceutiques, chimiques, etc...

Description

  • La présente invention est du domaine des appareils de traitement et notamment des échangeurs de chaleur à cylindre rotatif, ces appareils étant utilisés notamment pour le séchage ou la cristallisation des produits tels qu'alimentaires, pharmaceutiques, chimiques, etc.... et elle a pour objet des perfectionnements aux organes de raclage.
  • On rappelle que de tels appareils de traitement sont dans leur généralité constitués d'une surface mobile généralement cylindrique et d'un organe de raclage, dit couteau, fixe par rapport au bâti de la machine et appliqué selon une génératrice du cylindre. On rappelle aussi que lorsque ces appareils, comme c'est en général le cas, ont une fonction d'échangeurs de chaleur, l'uniformité d'application du couteau contre le cylindre est une source de difficultés se traduisant notamment par l'usure exagérée de ia lame en certains points, tandis qu'en d'autres points du cylindre la pellicule de produit n'est que superficiellement raclée; ces difficultés résultent essentiellement de l'instabilité du réglage de la force d'application de la lame contre la surface cylindrique, instabilité liée elle-même à l'instabilité des conditions thermiques en différents points du cylindre. On rappelle aussi que traditionnellement le réglage de l'application de la lame contre la surface cylindrique d'échange était effectué au moyen de vis prenant un appui direct ou indirect sur le bâti et un autre appui sur la lame. L'inconvénient de tels moyens de réglage réside dans leur non élasticité et il se double de l'inconvénient lié au fait qu'eux mêmes, par leur dilatation, sont tributaires des conditions thermiques; un appareil de ce type décrit dans le brevet FR-A-333 581 (Hatmaker), comporte une plaque porte-lame rigide mobile autour de son axe longitudinal sur laquelle font pression une pluralité de vérins à vis prenant appui sur le bâti et répartis le long de celui-ci; le caractère rigide de la plaque rend difficile les réglages séparés des vérins.
  • On a plus récemment proposé par le NL-A-7.710.318 de remplacer les vérins à vis précités par un couple de vérins fluidiques disposés à chaque extrémité du bâti; on a ajouté en outre des moyens à vis de déformation de la lame équirépartis sur cette dernière; on pourrait craindre, dans le cas où de fortes pressions de la lame sur la surface cylindrique devraient être exercées que le porte-lame ne prenne une forme arquée qui ne pourrait être rattrapée par le réglage des vis. Selon un brevet US-A-3 358 643 on remplace les réglages à vis par un tube fluidique souple disposé entre la lame et le porte-lame; dans le cas de fortes pressions on pourrait avoir les mêmes craintes que dans le cas précédent. On notera que les appareils précités sont principalement destinés au traitement du papier (fabrication, impression) donc d'une matière nécessitant pas de fortes pressions de la lame sur la surface cylindrique.
  • La présente invention s'intéresse plus particulièrement aux traitements tels que des- hydratation de produits du genre alimentaire exigeant parfois de fortes pressions de raclage.
  • Le but de la présente invention est de proposer des moyens de réglage élastiques de la force d'application de la lame contre le cylindre, la force d'application étant approximativement constante qu'elles que soient les variations dimensionnelles des organes en présence liés à la variation des conditions thermiques; le but final recherché étant d'obtenir une usure régulière et minimale de la lame tout en évitant un raclage insuffisant en certaines parties de la surface.
  • Selon la présente invention les buts sus visés sont atteints par un dispositif de traitement de produits, ledit dispositif étant du genre à surface raclée cylindrique et comportant un ensemble de raclage dit couteaux-racleurs, ledit ensemble de raclage étant constitué d'une pièce porte-lame, d'une pièce contre-lame, d'une lame et de moyens supports, de manoeuvre et d'application desdites pièces contre ladite surface cylindrique, ledit dispositif mettant en oeuvre d'une part des vérins fluidiques pour, de façon connue, manoeuvrer le porte-lame et l'appliquer contre la surface cylindrique et, d'autre part, un tuyau fluidiquement déformable disposé entre la lame et la contre-lame pour, de façon connue, écarter la lame de la contre-lame, est caractérisé principalement par une pluralité de vérins fluidiques constitutifs d'organes presseurs équirépartis le long d'un arbre solidaire du bâti et fixe par rapport à lui, lesdits vérins formant articulation du porte-lame sur l'arbre, chacun des vérins fluidiques étant d'une part relié à l'arbre fixé par un bras solidiare d'un collier claveté à l'arbre, le bras supportant par l'intermédiaire d'une chape la tête de piston du vérin, d'autre part supporté par un bras relié à un collier analogue au précédent mais mobile autour de l'arbre, ce dernier collier supportant par l'intermédiaire d'une platine l'ensemble porte-lame.
  • Un teil dispositif associe pour agir en combinaison des vérins fluidiques constitutifs des organes presseurs, lesdits moyens presseurs constituant un premier étage de pressage, un tuyau fluidiquement déformable compris entre la lame et la contre-lame, ledit tuyau constituant un deuxième étage de pressage. Il résulte que le premier et le second étage sont tous deux manoeuvrables au moyen d'un fluide; de préférence chaque vérin fluidique est pourvu d'un moyen de réglage permettant de régler de façon indépendante la pression de fluide dans le vérin.
  • Suivant une forme plus particulière de réalisation de l'invention le tuyau fluidiquement déformable est logé dans un logement de la contre-lame ayant une section transversale en forme de segment circulaire comprise entre la moitié et la totalité du cercle, la surface de ladite section étant sensiblement égale à la section du tuyau.
  • La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaîtront à la description qui va en être faite d'une forme particulière de réalisation en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles:
    • La fig. 1 est une vue d'ensemble d'un "cylindre" à surface raclée incorporant des organes conformes à l'invention,
    • La fig. 2 est une coupe transversale d'un organe presseur et d'un porte-lame conformes à l'invention,
    • La fig. 3 est une coupe illustrative du fonctionnement d'un détail de la figure précédente, à plus grande échelle, et
    • La fig. 4 est une coupe explicative d'un détail de la figure précédente.
  • Sur la fig. 1 un dispositif de traitement à surface raclée qui peut être un sécheur aussi bien qu'une écailleuse, se compose essentiellement d'un bâti 1, d'un cylindre rotatif 2 constituant la surface d'échange et d'un ensemble de raclage 3, dit couteau-racleur, fixé sur le bâti au moyens de palliers 4 et 5, et dont la lame 6 peut être mise en appui sur une génératrice du cylindre 2; tel qu'il est représenté sur la figure le couteau-racleur est en position relevée.
  • Le couteau-racleur comprend d'une part, des moyens-support et de manoeuvre comprenant un arbre 7 monté sur les palliers 4 et 5 et une pluralité d'organes presseurs 8, 9, 10 et 11 équirépartis le long de l'arbre, et d'autre part des pièces comprenant un porte-lame, une lame et une contre-lame, ces pièces étant continues d'un bout à l'autre du cylindre et étant supportées par les organes presseurs; ces pièces, ainsi qu'un organe presseur, sont décrits en détail sur les figures suivantes.
  • Sur la fig. 2 un organe presseur se compose d'un collier 12 monté autour et verrouillé sur l'arbre tubulaire 7; le collier 12 comporte un bras 14 dont l'extrémité forme une chappe 13 pour une tête de piston 16 d'un vérin fluidique 17. De part et d'autre du collier 12, le long de l'axe de l'arbre 13, se trouve un double collier non visible sur la figure mais ayant une coupe identique à celle du collier 12, ce double collier comporte un couple de bras tel que le bras 15 pour servir de chappe au corps du vérin 17; il comporte aussi une platine 18 sur laquelle peut être boulonné un porte-lame 19. La chappe 13, le bras 14, le collier 12 et l'arbre 7 sont solidaires les uns des autres et normalement fixes par rapport au bâti tandis que le bras 15, le vérin 17, le double collier et la platine 18 sont mobiles en rotation autour de l'arbre 7 et peuvent pivoter sur lui, dans un sens ou dans l'autre, sous l'effet du vérin 17. Le vérin 17 est alimenté en pression par un détendeur 20 permettant le réglage de la pression de fluide dans le vérin. Lorsque la pression s'exerce à l'avant du vérin le porte-lame 19 est déplacé en direction du cylindre 2 et la lame 6 vient en appui contre ce dernier (position de la figure). Au contraire lorsque la pression s'applique à l'arrière du vérin 17 les bras 14 et 15 s'éloignent l'un de l'autre et le porte-lame s'écarte du cylindre pour prendre une position dite relevée. Ainsi l'ensemble sus décrit constitue d'une part le premier étage de pressage de la lame contre le cylindre et d'autre part un organe de relevage de la lame.
  • Sur la fig. 3 le porte-lame 19, constitué par une pièce en section en T d'une longueur sensiblement égale à celle du cylindre, est boulonné sur le platine 18 au droit d'un organe presseur tel que celui de la figure 2; sur le porte-lame la lame 6 est maintenue boulonnée par l'intermédiaire d'une contre-lame 24. La contre-lame 24 comporte au voisinage de son bord extérieur un logement 21 à section en segment circulaire pour loger un tube, ou tuyau, 22 en matériau souple. On remarque sur cette figure que la largeur du plateau 23 du porte-' lame servant de machoire pour la lame est inférieure très nettement à la largeur de la contre-lame 24 et que le logement 21 du porte-lame est nettement décalé vers l'extérieur par rapport à l'extrémité du plateau 23; il résulte de cette disposition que lorsque le tuyau 22 est soumis à une pression intérieure il peut, s'il déborde suffisamment de son logement, comme cela est le cas représenté sur la figure, déformer la lame 6 et lui imprimer une flexion par rapport à sa position d'origine représentée en tirets. De façon plus précise et tel que cela est représenté en fig. 4, le diamètre extérieur du tuyau 22 doit être légèrement inférieur au diamètre du logement 21 qui est sensiblement circulaire, de façon telle qu'en l'absence de pression dans le tuyau celui-ci puisse être aplati par la pression élastique de la lame, tandis qu'en présence d'une pression intérieure le tuyau tend à reprendre sa section cylindrique et à faire fléchir élastiquement la lame.
  • C'est ainsi une autre caractéristique de l'invention que d'associer des vérins à pression différentiellement réglable destinés à assurer au couteau la force d'application nécessaire au raclage et à compenser les écarts dimensionnels entre le couteau et le cylindre, ces écarts pouvant provenir soit d'une usure générale du cylindre, soit de contraintes d'origine thermique, soit de contraintes d'origine mécanique, ces vérins constituant le premier étage presseur à grande ellongation, à un élément gonflable destiné à compenser localement, et suivant de courtes ellongations, les écarts dimensionnels de moindre étendue et à répartir localement la force d'application de la lame.
  • L'élément gonflable constitué par le tuyau est équivalent dans sa fonction, mais à moindre coût, à une multitude de vérins disposés tout le long de la lame, et constitue le deuxième étage de pressage.

Claims (3)

1. Dispositif de traitement de produits, ledit dispositif étant du genre à surface raclée cylindrique et comportant un ensemble de raclage dit couteaux racleurs, ledit ensemble de raclage étant constitué d'une pièce porte-lame, d'une pièce contre-lame, d'une lame et de moyens supports, de manoeuvre et d'application desdites pièces contre ladite surface cylindrique, ledit dispositif mettant en oeuvre d'une part des vérins fluidiques pour, de façon connue, manoeuvrer le porte-lame et l'appliquer contre la surface cylindrique et, d'autre part, un tuyau fluidiquement déformable disposé entre la lame et la contre-lame pour, de façon connue, écarter la lame de la contre-lame, caractérisé: par une pluralité de vérins fluidiques (17) constitutifs d'organes presseurs (8 à 11) équirépartis le long d'un arbre (7) solidaire du bâti (1) et fixe par rapport à lui, lesdits vérins formant articulation du porte-lame (19) sur l'arbre (7), chacun des vérins fluidiques (17) étant d'une part relié à l'arbre fixe (7) par un bras (14) solidaire d'un collier (12) claveté à l'arbre (7), le bras (14) supportant par l'intermédiaire d'une chape (13) la tête de piston (16) du vérin, d'autre part supporté par un bras (15) relié à un collier analogue au précédent mais mobile autour de l'arbre (7), ce dernier collier supportant par l'intermédiaire d'une platine (18) l'ensemble porte-lame (19).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé: en ce que ledit tuyau (22) est logé dans un logement (21) de la contre-lame (24) ayant une section transversale en forme de segment circuliare comprise entre la moitié et la totalité . de cercle, la surface de ladite section étant sensiblement égale à la section du tuyau.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé: en ce que chaque vérin fluidique (17) est pourvu d'un moyen de réglage (20) permettant de régler de façon indépendante la pression de fluide dans le vérin.
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