EP0865889A1 - Device for making ceramic articles - Google Patents
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- EP0865889A1 EP0865889A1 EP98400546A EP98400546A EP0865889A1 EP 0865889 A1 EP0865889 A1 EP 0865889A1 EP 98400546 A EP98400546 A EP 98400546A EP 98400546 A EP98400546 A EP 98400546A EP 0865889 A1 EP0865889 A1 EP 0865889A1
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- B28B3/20—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
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Definitions
- the present invention relates to an installation for manufacturing on an industrial scale of ceramics, such as bricks, tiles or the like.
- the clay coming out of the grid in the form of filaments falls to the bottom of a sealed vacuum chamber 34 which it crosses using 32 diggers who break and transfer the clay up a screw extruder 33 capable of passing the clay to through appropriately profiled dies according to the desired shape of the final extruded product.
- Clay, having crossed continuously and in fragments dimensionally irregular the vacuum chamber 34 is deprived of much of the air it contained. This degassing makes it possible to obtain products extruded from a better and more consistent quality. It is to highlight that the tightness of the chamber 34 at the level of the shaft is provided by lip seals shown in 35.
- the fragmentation operation is carried out from in such a way that quality cannot be guaranteed homogeneous vacuum created. Indeed, depending on the size of the fragments, we will get a variable vacuum efficiency. This efficiency is therefore random. Finally, we note, as shown in Figure 1, that the screw 30 of the mixer and the screw 33 of the extruder are two independent screws each driven in rotation by a geared motor group independent. This results in maintenance operations heavier and higher installation cost as it support pieces must be provided for each of the screws and sealing in the vacuum chamber 34.
- the object of the present invention is therefore to propose a installation of a new type for manufacturing in the industrial scale of ceramics, such as bricks, tiles or the like, the number of pieces of which is reduced, whose disassembly of the shaft is facilitated and whose design is such that any accumulation of fragments of dry matter in the bottom of the unit chamber degassing is prevented.
- Another object of the present invention is to provide a installation comprising means capable of supplying before dimensional material extrusion regular to increase the efficiency of degassing and guarantee its regularity so as to obtain constant quality products.
- Yet another object of the invention is to provide a installation whose production stoppages are limited in due to the absence of risk of leakage at inside the vacuum chamber during the production due to the absence of parts such as seals necessary to achieve this seal.
- the invention relates to an installation for manufacturing on an industrial scale of ceramics, such as bricks, tiles or the like, of the type comprising at least one screw mixer, consisting of a screw rotationally mounted inside a trough, followed by a degassing unit for the material from the mixer, this unit comprising at least one room subjected to a vacuum action and means of fragmentation of the material, this unit being followed by an extruder consisting of a screw rotatably mounted inside a trough, this extruder conveying the mixed material and degassed to a die through which the material is shaped, the chamber of the degassing unit containing a screw organized around a horizontal axis common to the screws and the mixer and the extruder, characterized in that this axis consists of a single and same solid rotating shaft carrying all the parts wear of the installation, such as blade (s), propeller (s) and fragmentation organ (s), removably mounted on said shaft, this tree being cantilevered from a geared motor for
- Cantilever mounting of the shaft fitted with parts removable facilitates maintenance of the installation and makes easy replacement of the shaft.
- the screw of the degassing can both be used as a fragmentation, as a scraping organ and as an organ sealing inside said chamber vacuum of the degassing unit. All of these functions can therefore be fulfilled by one and the same element, which significantly simplifies construction and design of such an installation.
- the shaft carrying the wear parts of the installation rotated by means of a geared motor group, is sectioned relative to the group output tree gear motor, the junction between the two shaft sections being ensured by means of an intermediate shaft coupled to the output shaft of the reducer and receiving fitting sliding the shaft carrying the wearing parts, this same intermediate shaft being supported by at least one bearing carrier receiving the radial and axial forces of the shaft wear parts holder.
- the installation, object of the invention is useful for the manufacturing on an industrial scale of ceramics, particular of bricks.
- scale manufacturing industrial means an installation capable of produce a few tens of tons to a hundred tonnes per hour of extruded product.
- Such an installation is generally intended to be registered in a chain of more complete production including, upstream of installation, a continuous supply system material to be treated and, at least downstream of the installation a unit for cutting products to the desired size, the other dimensions being obtained by the die, and a unit for drying and possibly cooking the products.
- the installation, object of the invention allows the realization of three operations, namely a mixing of the material, a vacuum degassing of the material and extrusion of the material through a die for its shaping.
- Mixer 1 integrated into the installation is a self known.
- This mixer called a screw mixer, is consisting of a solid shaft 4 carrying a helical pitch 6 to one end and blades 5 over the rest of its length.
- the helical pitch 6 and the blades 5 are delimited by means wear parts removably mounted on said shaft 4.
- these wearing parts are in the form of two half-shells intended to be assembled by appropriate connection means around the shaft 4.
- the assembly thus formed is rotatably mounted at inside a trough 15.
- This trough 15 is generally open on top to allow feeding continuously from the mixer in the material to be treated.
- This subject is generally carried by a conveyor belt which, at as it scrolls, brings the matter by gravity to the interior of the trough 15.
- the material thus brought to the inside of the trough is kneaded by the blades 5 of the mixer 1 before being brought into the portion of the mixer equipped with propellers 6.
- the walls of trough 15 of mixer 1 converge to delimit a compression mouth 25 whose role will be described below.
- the mixer 1 can optionally be provided with a mooring ramp and / or steam piping for allow the addition of adjuvants, such as water, to inside the material.
- the shaft 4 blade carriers 5 and propeller carriers 6 of the mixer 1 is rotated by means of a geared motor group 23.
- This geared motor group 23 is arranged outside the mixer upstream of the latter in the direction of travel of material inside the mixer.
- This mixer 1 is followed by a unit 2 for deaeration of the material from mixer 1.
- This unit 2 of deaeration which will be described in more detail below, includes a chamber 21 subjected to a vacuum action at by means of a vacuum pump 11 connected to said chamber and material fragmentation means arranged at the inlet of said room.
- This degassing unit 2 is followed by an extruder 3 consisting, in a conventional manner, of a screw mounted rotation inside a trough 14.
- This extruder 3 conveys the mixed and degassed material to a die 22 through which the material is shaped.
- the trough 14 is formed, in a manner known per se, of two half-shells assembled by appropriate connecting means, these half-shells being capable of pivoting around of a substantially vertical axis to allow their swivel opening in the extruder area opposite to that carrying the die 22. Such a articulation thus facilitates access to the screw the extruder.
- This screw consists of a shaft 4 and wear parts 13 in the form of a propeller so as to constitute a continuous helical thread allowing the advancement of the material through the trough 14.
- the gauge 14 thus produced household outlet a mouth carrying the die 22 of the installation.
- the extruder screw is also rotated by means of a geared motor group, in the occurrence in the example shown, the group geared motor 23, rotating the screw of the mixer.
- the designs of mixer 1 and extruder 3 do not have in themselves no new characteristic.
- the degassing unit 2 is more particularly characteristic of the invention.
- Room 21 placed under vacuum from degassing unit 2 contains an organized screw around an axis common to the screws of mixer 1 and the extruder 3. This portion of the screw is in particular shown in Figure 5.
- This portion of the screw is consisting of a portion of the shaft 4 and wearing parts 7 which provide a helical pitch on said shaft allowing advancement of the material through said vacuum chamber 21.
- the vacuum pump 11, arranged outside of the installation, is connected to said chamber 21 so as to open radially into said chamber, as shown Figure 5.
- this tree 4 which carries all the wear parts of the installation, is cantilevered from the gear motor 23 drive in rotation from the shaft to the mouth die holder 22 of the installation. Thanks to this assembly, avoids the presence of bearings in contact with the material, which reduces maintenance operations and consequently production stop.
- shaft 4 which carries the wearing parts, shown in 5, 6, 9, 10 and 13, of the installation, driven in rotation by means of the group geared motor 23, is sectioned relative to the shaft of output 16 of the gearmotor group 23. The junction between the two shaft sections 4 and 16 is ensured by means of a intermediate shaft 17 coupled to the output shaft 16 of the reducer and receiving with sliding fitting the shaft 4 bearing the wearing parts. This fitting is shown in Figure 3.
- This same intermediate shaft 17 is supported by at least one bearing bearing the forces radial and axial of the shaft 4 wear parts holder.
- this intermediate shaft 17 is fitted with a stop 18 constituting a bearing bearing casing the axial forces of the shaft and of the bearings 19 constituting bearings carriers receiving the radial forces of the shaft 4 workpiece carrier of wear.
- This intermediate shaft 17 is coupled to the reducer output shaft 16 by means of a through fitting 20, such as a screw, as shown in Figure 2.
- This through fastener 20 comes also engaged inside a female thread central preference of the shaft 4. Thanks to such a coupling of shaft 4 to output shaft 16 of the gearmotor group 23, it becomes particularly easy to dismantle the shaft 4.
- this shaft 4 is mounted inclined upwards from the gearmotor group 23 to the die holder mouth 22 of the installation to center in a plane vertical the end of the tree inside the trough 14 of the extruder so as to avoid premature wear wearing parts and the bottom of the trough 14.
- the shaft 4 is bent by wearing parts. This bending has the effect of making excessively rub the propellers in the bottom of the tank and therefore create premature wear not only on the propellers but also in the bottom of the tank the extruder. It is for this reason that the tree is tilted up.
- the tree is mounted from the group geared motor 23 to the die holder mouth 22 of installation in such a way that the end of the tree, located inside the trough 14 of the extruder, is offset in a horizontal plane towards the side wall left or the right side wall of said trough 14, the eccentricity direction (to the right or to the left) being a function of the direction of rotation of the screw the extruder.
- the eccentricity direction to the right or to the left
- Installation is not completed of clay only at its end on the outlet side, i.e. on the side of the die holder mouth 22. In this part, because the installation is full, the distribution of forces on the tree is uniform.
- This fragmentation organ 9 consists of a grid affecting here the shape of a spoke wheel as shown Figure 4.
- This fragmentation member 9 carried by the shaft 4 is arranged at the inlet of the chamber 21 of the unit degassing 2.
- This fragmentation member 9 cooperates with the portion of helical screw contained in the deaeration 21 so as to obtain a continuous scraping of the walls of chamber 21 thereby preventing any clogging from the room.
- the radial terminal portion 8 of the helical screw contained in the vacuum chamber 21 of degassing unit 2 comes flush against the plane of the fragmentation organ 9.
- This terminal end radial 8 of the screw has an opening 12 in the form of helical sector to allow free crossing of the fragmented material towards the extruder 3. Avoid thus any overpressure during fragmentation.
- This helical sector represents substantially a third of the surface of the helical step.
- a heel 24 forming a spacer between the plane of the screw thread and the plane of the 9. So, depending on the position of the rotary screw, the fragments of matter leaving the organ of fragmentation 9 can freely fall to the bottom of the vacuum chamber 21 when the exit of these fragments from the grid 9 operates when the screw is in a position of the type shown in Figure 4.
- the meaning of screw rotation is represented by an arrow in this figure 4.
- the walls delimiting the vacuum chamber 21, of preferably circular, are arranged in the extension walls of the extruder trough 3.
- the fragmentation operation can be carried out according to a large number of embodiments.
- the rotary grid 9 cooperates with a comb 10, affecting the shape of an internally castellated wheel as shown in Figure 4, this comb being arranged upstream of the grid in the direction of advancement of the material, so as to obtain a systematic shearing of the matter by regularly fragmenting it in dimensional terms.
- This regular fragmentation is particularly important to prevent any risk of clogging at the helical screw housed at inside the vacuum chamber 21.
- the propeller 7 of the screw arranged at the interior of the vacuum chamber 21 could also be used as a fragmentation organ provided that the grid 9 is a static grid. The material passing to across the grid would then be systematically fragmented during the rotation of the screw portion housed at the interior of chamber 21.
- the organs of fragmentation 9 and 10 can be made in one piece or made in several elements, as shown in Figure 4.
- the conformation of the walls of the trough 15 of the mixer 1 is such that the mixer ends with a mouth of compression 25 located immediately upstream of the fragmentation 9 or fragmentation organs 9 and 10 when the installation is equipped with at least two components of fragmentation.
- room 21 of the unit of degassing 2 in combination with the screw portion 7 housed at the interior of said chamber 21 constitutes a relaxation.
- This is also linked to the configuration of the walls of chamber 21 and the helical pitch chosen for the screw inside the room 21. Indeed, we note that this pitch is much flatter than the pitch of the screw of the mixer. This avoids the entrainment of material towards the vacuum pump 11 which is connected the sealed chamber 21.
- the portion of the screw to the interior of chamber 21 performs a third function by its configuration which is to prevent training material towards the vacuum pump.
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Abstract
Description
La présente invention concerne une installation pour la fabrication à l'échelle industrielle de céramiques, telles que briques, tuiles ou similaires.The present invention relates to an installation for manufacturing on an industrial scale of ceramics, such as bricks, tiles or the like.
Les installations pour la fabrication de céramiques, encore
appelées groupes d'étirage sous vide ou mouleuses à
malaxeur dégazeur incorporé, sont largement utilisées, en
particulier dans des briqueteries. Le principe de
fonctionnement de telles installations connues, dont un
exemple est représenté à la figure 1, est le suivant. La
matière à profiler, par exemple de l'argile dans le cas de
fabrication de briques, est introduite en continu dans
l'auge d'un malaxeur équipé d'un ou plusieurs arbres
rotatifs à hélices 30 qui font passer l'argile à travers
une grille 31. Cette grille a pour but d'arrêter
éventuellement des impuretés, de réduire l'argile elle-même
en fragments se présentant le plus souvent sous forme de
filaments tréfilés, mais essentiellement d'assurer
l'étanchéité entre le malaxeur et la chambre à vide. Le
tréfilage a pour objet de faciliter une opération de
dégazage ultérieure de l'argile. En effet, l'argile sortant
de la grille sous forme de filaments tombe au fond d'une
chambre à vide 34 étanche qu'elle traverse à l'aide de
piocheurs 32 qui rompent et transfèrent l'argile jusqu'à
une extrudeuse à vis 33 apte à faire passer l'argile à
travers des filières profilées de façon appropriée suivant
la forme voulue du produit final extrudé. L'argile, ayant
traversé de façon continue et en fragments
dimensionnellement irréguliers la chambre à vide 34, est
démunie d'une grande partie de l'air qu'elle contenait. Ce
dégazage permet d'obtenir des produits extrudés d'une
qualité meilleure et plus homogène. Il est à noter que
l'étanchéité de la chambre 34 au niveau de l'arbre est
assurée par des joints à lèvre représentés en 35.Installations for the manufacture of ceramics, still
called vacuum stretching groups or
incorporated degasser mixer, are widely used,
especially in brickyards. The principle of
operation of such known installations, one of which
example is shown in Figure 1, is as follows. The
material to be profiled, for example clay in the case of
brick making, is continuously introduced into
the trough of a mixer fitted with one or more shafts
Une telle installation est représentée partiellement en vue
de dessus à la figure 1 et est décrite en partie dans le
brevet FR-A-2.252.739. Le problème de telles installations
réside d'une part dans leur complexité, en raison de la
multitude de pièces utilisées, d'autre part, dans la
lourdeur des opérations de maintenance. En effet, du fait
de la conception de telles installations, il se produit un
certain nombre de bouchages au niveau de la grille 31 de la
chambre à vide 34. Il est donc nécessaire de nettoyer
fréquemment cette grille, voire de la remplacer par une
grille propre. La conception de l'unité de dégazage
entraíne l'accumulation de fragments d'argile dans le fond
de la chambre à vide 34 étanche. Ces fragments adhèrent aux
parois et une fois secs, il se détachent et n'arrivent pas
à se réhumidifier suffisamment pour se mélanger au reste de
l'argile, ce qui occasionne un bouchage au niveau de la
filière. L'opération de fragmentation est réalisée de
manière telle qu'il ne peut être garanti une qualité
homogène du vide réalisé. En effet, selon la dimension des
fragments, on obtiendra une efficacité variable du vide.
Cette efficacité est donc aléatoire. Enfin, on constate,
comme le montre la figure 1, que la vis 30 du malaxeur et
la vis 33 de l'extrudeuse sont deux vis indépendantes
entraínées chacune en rotation par un groupe motoréducteur
indépendant. Il en résulte des opérations de maintenance
plus lourdes et un coût plus élevé de l'installation car il
faut prévoir, pour chacune des vis, des pièces de support
et d'étanchéité dans la chambre à vide 34.Such an installation is shown partially in view
from above in Figure 1 and is described in part in the
Patent FR-A-2,252,739. The problem of such facilities
on the one hand lies in their complexity, due to the
multitude of parts used, on the other hand, in the
cumbersome maintenance operations. Indeed, because
from the design of such installations, there is a
number of blockages at
Le but de la présente invention est donc de proposer une installation d'un nouveau type pour la fabrication à l'échelle industrielle de céramiques, telles que briques, tuiles ou similaires, dont le nombre de pièces est réduit, dont le démontage de l'arbre est facilité et dont la conception est telle que toute accumulation de fragments de matière sèche dans le fond de la chambre de l'unité de dégazage est empêchée.The object of the present invention is therefore to propose a installation of a new type for manufacturing in the industrial scale of ceramics, such as bricks, tiles or the like, the number of pieces of which is reduced, whose disassembly of the shaft is facilitated and whose design is such that any accumulation of fragments of dry matter in the bottom of the unit chamber degassing is prevented.
Un autre but de la présente invention est de fournir une installation comportant des moyens aptes à fournir avant extrusion des fragments de matière dimensionnellement réguliers pour accroítre l'efficacité du dégazage et garantir sa régularité de manière à obtenir en sortie de filière des produits de qualité constante.Another object of the present invention is to provide a installation comprising means capable of supplying before dimensional material extrusion regular to increase the efficiency of degassing and guarantee its regularity so as to obtain constant quality products.
Un autre but de l'invention est encore de fournir une installation dont les arrêts de production sont limités en raison de l'absence de risque de rupture d'étanchéité à l'intérieur de la chambre à vide durant le cycle de production du fait de l'absence de pièces telles que des joints nécessaires à la réalisation de cette étanchéité.Yet another object of the invention is to provide a installation whose production stoppages are limited in due to the absence of risk of leakage at inside the vacuum chamber during the production due to the absence of parts such as seals necessary to achieve this seal.
A cet effet, l'invention a pour objet une installation pour la fabrication à l'échelle industrielle de céramiques, telles que briques, tuiles ou similaires, du type comprenant au moins un malaxeur à vis, constitué d'une vis montée à rotation à l'intérieur d'une auge, suivi d'une unité de dégazage de la matière provenant du malaxeur, cette unité comprenant au moins une chambre soumise à une action de vide et des moyens de fragmentation de la matière, cette unité étant suivie d'une extrudeuse constituée d'une vis montée à rotation à l'intérieur d'une auge, cette extrudeuse convoyant la matière mélangée et dégazée jusqu'à une filière à travers laquelle la matière est mise en forme, la chambre de l'unité de dégazage renfermant une vis organisée autour d'un axe horizontal commun aux vis et du malaxeur et de l'extrudeuse, caractérisée en ce que cet axe est constitué par un seul et même arbre rotatif plein portant l'ensemble des pièces d'usure de l'installation, telles que pale(s), hélice(s) et organe(s) de fragmentation, montées de manière amovible sur ledit arbre, cet arbre étant monté en porte-à-faux depuis un motoréducteur d'entraínement en rotation dudit arbre jusqu'à la bouche porte-filière de l'installation.To this end, the invention relates to an installation for manufacturing on an industrial scale of ceramics, such as bricks, tiles or the like, of the type comprising at least one screw mixer, consisting of a screw rotationally mounted inside a trough, followed by a degassing unit for the material from the mixer, this unit comprising at least one room subjected to a vacuum action and means of fragmentation of the material, this unit being followed by an extruder consisting of a screw rotatably mounted inside a trough, this extruder conveying the mixed material and degassed to a die through which the material is shaped, the chamber of the degassing unit containing a screw organized around a horizontal axis common to the screws and the mixer and the extruder, characterized in that this axis consists of a single and same solid rotating shaft carrying all the parts wear of the installation, such as blade (s), propeller (s) and fragmentation organ (s), removably mounted on said shaft, this tree being cantilevered from a geared motor for rotating said shaft up to the installation die port.
Le montage en porte-à-faux de l'arbre équipé de pièces amovibles facilite la maintenance de l'installation et rend aisé le remplacement de l'arbre.Cantilever mounting of the shaft fitted with parts removable facilitates maintenance of the installation and makes easy replacement of the shaft.
Par ailleurs, grâce à la conception d'une unité de dégazage ou unité de désaération à vis, la vis de l'unité de dégazage peut à la fois être utilisée comme organe de fragmentation, comme organe de raclage et comme organe assurant l'étanchéité à l'intérieur de ladite chambre à vide de l'unité de dégazage. Toutes ces fonctions peuvent donc être remplies par un seul et même élément, ce qui simplifie de manière notable la construction et la conception d'une telle installation.Furthermore, thanks to the design of a degassing unit or screw deaeration unit, the screw of the degassing can both be used as a fragmentation, as a scraping organ and as an organ sealing inside said chamber vacuum of the degassing unit. All of these functions can therefore be fulfilled by one and the same element, which significantly simplifies construction and design of such an installation.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, l'arbre portant les pièces d'usure de l'installation, entraíné en rotation au moyen d'un groupe motoréducteur, est sectionné par rapport à l'arbre de sortie du groupe motoréducteur, la jonction entre les deux sections d'arbre étant assurée au moyen d'un arbre intermédiaire couplé à l'arbre de sortie du réducteur et recevant à emmanchement coulissant l'arbre portant les pièces d'usure, ce même arbre intermédiaire étant supporté par au moins un palier porteur encaissant les efforts radiaux et axiaux de l'arbre porte-pièces d'usure. According to a preferred embodiment of the invention, the shaft carrying the wear parts of the installation, rotated by means of a geared motor group, is sectioned relative to the group output tree gear motor, the junction between the two shaft sections being ensured by means of an intermediate shaft coupled to the output shaft of the reducer and receiving fitting sliding the shaft carrying the wearing parts, this same intermediate shaft being supported by at least one bearing carrier receiving the radial and axial forces of the shaft wear parts holder.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la
description suivante d'un exemple de réalisation, en
référence aux dessins annexés dans lesquels :
L'installation, objet de l'invention, est utile pour la fabrication à l'échelle industrielle de céramiques, en particulier de briques. Par fabrication à l'échelle industrielle, on entend une installation capable de produire quelques dizaines de tonnes à une centaine de tonnes par heure de produit extrudé. Une telle installation est généralement destinée à s'inscrire dans une chaíne de production plus complète comprenant, en amont de l'installation, un système d'alimentation en continu en matière à traiter et, en aval de l'installation au moins une unité de découpage des produits à la dimension désirée, les autres dimensions étant obtenues par la filière, et une unité de séchage et éventuellement de cuisson des produits. Ces unités amont et aval à l'installation ne seront pas décrites ci-après car elles sont bien connues de l'homme de l'art. The installation, object of the invention, is useful for the manufacturing on an industrial scale of ceramics, particular of bricks. By scale manufacturing industrial means an installation capable of produce a few tens of tons to a hundred tonnes per hour of extruded product. Such an installation is generally intended to be registered in a chain of more complete production including, upstream of installation, a continuous supply system material to be treated and, at least downstream of the installation a unit for cutting products to the desired size, the other dimensions being obtained by the die, and a unit for drying and possibly cooking the products. These upstream and downstream units at the installation will not be described below because they are well known to those skilled in the art art.
L'installation, objet de l'invention, permet la réalisation
de trois opérations, à savoir un malaxage de la matière, un
dégazage sous vide de la matière et une extrusion de la
matière à travers une filière en vue de sa mise en forme.
Le malaxeur 1, intégré à l'installation, est un malaxeur en
soi connu. Ce malaxeur, appelé malaxeur à vis, est
constitué d'un arbre 4 plein portant un pas hélicoïdal 6 à
une extrémité et des pales 5 sur le reste de sa longueur.
Le pas hélicoïdal 6 et les pales 5 sont délimités au moyen
de pièces d'usure montées amovibles sur ledit arbre 4.
Généralement, ces pièces d'usure se présentent sous forme
de deux demi-coquilles destinées à être assemblées par des
moyens de liaison appropriés autour de l'arbre 4.
L'ensemble ainsi constitué est monté à rotation à
l'intérieur d'une auge 15. Cette auge 15 est généralement
ouverte sur le dessus de manière à permettre l'alimentation
en continu du malaxeur en matière à traiter. Cette matière
est généralement portée par une bande transporteuse qui, au
cours de son défilement, amène par gravité la matière à
l'intérieur de l'auge 15. La matière ainsi amenée à
l'intérieur de l'auge est malaxée par les pales 5 du
malaxeur 1 avant d'être amenée dans la portion du malaxeur
équipée d'hélices 6. Dans cette portion du malaxeur, les
parois de l'auge 15 du malaxeur 1 convergent pour délimiter
une bouche de compression 25 dont le rôle sera décrit ci-après.
Le malaxeur 1 peut éventuellement être doté d'une
rampe de mouillage et/ou d'une tuyauterie par vapeur pour
permettre l'addition d'adjuvants, tels que de l'eau, à
l'intérieur de la matière.The installation, object of the invention, allows the realization
of three operations, namely a mixing of the material, a
vacuum degassing of the material and extrusion of the
material through a die for its shaping.
L'arbre 4 porte-pales 5 et porte-hélices 6 du malaxeur 1
est entraíné en rotation au moyen d'un groupe motoréducteur
23. Ce groupe motoréducteur 23 est disposé à l'extérieur du
malaxeur en amont de ce dernier dans le sens d'avancement
de la matière à l'intérieur du malaxeur.The shaft 4
Ce malaxeur 1 est suivi d'une unité 2 de désaération de la
matière provenant du malaxeur 1. Cette unité 2 de
désaération, qui sera décrite plus en détail ci-après,
comprend une chambre 21 soumise à une action de vide au
moyen d'une pompe à vide 11 reliée à ladite chambre et des
moyens de fragmentation de la matière disposés en entrée de
ladite chambre.This
Cette unité de dégazage 2 est suivie d'une extrudeuse 3
constituée, de manière classique, d'une vis montée à
rotation à l'intérieur d'une auge 14. Cette extrudeuse 3
convoie la matière mélangée et dégazée jusqu'à une filière
22 à travers laquelle la matière est mise en forme. L'auge
14 est formée, de manière en soi connue, de deux demi-coquilles
assemblées par des moyens de liaison appropriés,
ces demi-coquilles étant susceptibles de pivoter autour
d'un axe sensiblement vertical pour permettre leur
ouverture par pivotement dans la zone de l'extrudeuse
opposée à celle portant la filière 22. Une telle
articulation facilite ainsi l'accès à la vis de
l'extrudeuse. Cette vis est constituée d'un arbre 4 et de
pièces d'usure 13 en forme d'hélice de manière à constituer
un pas de vis hélicoïdal continu permettant l'avancement de
la matière à travers l'auge 14. L'auge 14 ainsi réalisée
ménage en sortie une bouche portant la filière 22 de
l'installation. La vis de l'extrudeuse est également
entraínée à rotation au moyen d'un groupe motoréducteur, en
l'occurrence dans l'exemple représenté, le groupe
motoréducteur 23, entraínant en rotation la vis du
malaxeur.This degassing unit 2 is followed by an
Les conceptions du malaxeur 1 et de l'extrudeuse 3 ne
présentent en soi aucune caractéristique nouvelle. A
l'inverse, l'unité de dégazage 2 est plus particulièrement
caractéristique de l'invention. La chambre 21 placée sous
vide de l'unité de dégazage 2 renferme une vis organisée
autour d'un axe commun aux vis du malaxeur 1 et de
l'extrudeuse 3. Cette portion de vis est en particulier
représentée à la figure 5. Cette portion de vis est
constituée d'une portion de l'arbre 4 et de pièces d'usure
7 qui ménagent sur ledit arbre un pas hélicoïdal permettant
l'avancement de la matière à travers ladite chambre à vide
21. La pompe à vide 11, disposée en dehors de
l'installation, est reliée à ladite chambre 21 de manière à
déboucher radialement dans ladite chambre, comme le montre
la figure 5.The designs of
Du fait de la disposition alignée du malaxeur 1, de l'unité
de dégazage 2 et de l'extrudeuse 3, l'axe commun, autour
duquel sont organisés le malaxeur 1, l'unité de dégazage 2
et l'extrudeuse 3, est constitué par un seul et même arbre
rotatif 4. Pour des raisons de résistance mécanique, cet
arbre est un arbre plein. Du fait de la conception en ligne
de cette installation et de l'utilisation d'un seul et même
arbre 4, qui constitue à la fois l'arbre du malaxeur 1,
l'arbre de l'extrudeuse 3 et l'arbre de l'unité de dégazage
2, il est nécessaire de disposer l'ensemble des pièces
d'usure nécessaires au fonctionnement du malaxeur 1, de
l'unité de dégazage 2 et de l'extrudeuse 3, de manière
amovible sur cet arbre.Due to the aligned arrangement of
Comme le montrent les figures 2 et 3, cet arbre 4, qui
porte l'ensemble des pièces d'usure de l'installation, est
monté en porte-à-faux depuis le motoréducteur 23
d'entraínement en rotation de l'arbre jusqu'à la bouche
porte-filière 22 de l'installation. Grâce à ce montage, on
évite la présence de paliers au contact de la matière, ce
qui réduit les opérations de maintenance et par suite
d'arrêt de production. En outre, l'arbre 4, qui porte les
pièces d'usure, représentées en 5, 6, 9, 10 et 13, de
l'installation, entraíné en rotation au moyen du groupe
motoréducteur 23, est sectionné par rapport à l'arbre de
sortie 16 du groupe motoréducteur 23. La jonction entre les
deux sections d'arbre 4 et 16 est assurée au moyen d'un
arbre intermédiaire 17 couplé à l'arbre de sortie 16 du
réducteur et recevant à emmanchement coulissant l'arbre 4
portant les pièces d'usure. Cet emmanchement est représenté
à la figure 3. Ce même arbre intermédiaire 17 est supporté
par au moins un palier porteur encaissant les efforts
radiaux et axiaux de l'arbre 4 porte-pièces d'usure. En
l'occurrence, dans l'exemple représenté à la figure 3, cet
arbre intermédiaire 17 est équipé d'une butée 18
constituant un palier porteur encaissant les efforts axiaux
de l'arbre et des roulements 19 constituant des paliers
porteurs encaissant les efforts radiaux de l'arbre 4 porte-pièce
d'usure. Cet arbre intermédiaire 17 est couplé à
l'arbre 16 de sortie du réducteur au moyen d'un organe de
fixation traversant 20, tel qu'une vis, comme le montre la
figure 2. Cet organe de fixation traversant 20 vient
également en prise à l'intérieur d'un taraudage de
préférence central de l'arbre 4. Grâce à un tel couplage de
l'arbre 4 à l'arbre de sortie 16 du groupe motoréducteur
23, il devient particulièrement aisé de démonter l'arbre 4.
En effet, il suffit, comme cela peut être compris à partir
de la figure 2, d'enlever au moins une partie des pièces
d'usure de l'arbre, d'ouvrir l'auge de l'extrudeuse 3, de
dévisser l'organe de fixation 20 et d'extraire l'arbre 4
par coulissement au moyen d'un dispositif de manipulation
approprié. De ce fait, la réparation ou le changement d'un
tel arbre 4 devient rapide et aisée.As shown in Figures 2 and 3, this tree 4, which
carries all the wear parts of the installation, is
cantilevered from the
Par ailleurs, cet arbre 4 est monté incliné vers le haut
depuis le groupe motoréducteur 23 jusqu'à la bouche porte-filière
22 de l'installation pour centrer dans un plan
vertical l'extrémité de l'arbre à l'intérieur de l'auge 14
de l'extrudeuse de manière à éviter une usure prématurée
des pièces d'usure et du fond de l'auge 14. En effet, du
fait de son montage, l'arbre 4 est sollicité en flexion par
les pièces d'usure. Cette flexion a pour effet de faire
frotter de façon excessive les hélices dans le fond de la
cuve et donc de créer une usure prématurée non seulement
sur les hélices mais également dans le fond de la cuve de
l'extrudeuse. C'est pour cette raison que l'arbre est
incliné vers le haut. A titre d'exemple, pour un arbre de 5
m de long dont la flèche est d'environ 15 mm, une fois
l'arbre chargé de ses pièces d'usure, l'arbre est incliné
vers le haut au moment du montage de 0,172 degrés, soit 10
minutes d'angle. Ce qui a pour effet de centrer l'arbre
dans sa partie extrême du côté de la sortie de l'argile par
rapport à la bouche porte-filière.Furthermore, this shaft 4 is mounted inclined upwards
from the
Par ailleurs, l'arbre est monté depuis le groupe
motoréducteur 23 jusqu'à la bouche porte-filière 22 de
l'installation de manière telle que l'extrémité de l'arbre,
située à l'intérieur de l'auge 14 de l'extrudeuse, est
excentrée dans un plan horizontal vers la paroi latérale
gauche ou la paroi latérale droite de ladite auge 14, la
direction de l'excentricité (vers la droite ou vers la
gauche) étant fonction du sens de rotation de la vis de
l'extrudeuse. En effet, on a remarqué une usure latérale de
l'auge due au pas des vis. L'installation n'est remplie
d'argile qu'à son extrémité du côté de la sortie, c'est-à-dire
du côté de la bouche porte-filière 22. Dans cette
partie, du fait que l'installation est pleine, la
répartition des efforts sur l'arbre est uniforme. Par
contre, en partie amont, la terre se trouvant en partie
basse des cuves ou auges, il existe une résultante due à
l'inclinaison du filet de la vis qui pousse l'arbre contre
la paroi de la cuve. C'est pour cette raison qu'il convient
d'excentrer l'arbre dans sa partie extrême du côté de la
bouche porte-filière 22 de l'installation. A titre
d'exemple, sur un arbre de 5 m de long présentant une
flèche d'environ 15 mm, l'excentrage est de 5 mm soit
0,0573 degrés, c'est-à-dire 3,4 minutes d'angle.Furthermore, the tree is mounted from the group
geared
Parmi les pièces d'usure dont est équipé l'arbre 4, il doit
être noté la présence d'au moins un organe de fragmentation
9. Cet organe de fragmentation 9 est constitué d'une grille
affectant ici la forme d'une roue à rayons comme le montre
la figure 4. Cet organe de fragmentation 9 porté par
l'arbre 4 est disposé en entrée de la chambre 21 de l'unité
de dégazage 2. Cet organe de fragmentation 9 coopère avec
la portion de vis hélicoïdale contenue dans la chambre de
désaération 21 de manière à obtenir un raclage continu des
parois de la chambre 21 en empêchant ainsi tout colmatage
de la chambre. En effet, la portion terminale radiale 8 de
la vis hélicoïdale contenue dans la chambre à vide 21 de
l'unité de dégazage 2 vient à affleurement contre le plan
de l'organe de fragmentation 9. Cette extrémité terminale
radiale 8 de la vis présente une ouverture 12 en forme de
secteur hélicoïdal pour permettre une libre traversée de la
matière fragmentée en direction de l'extrudeuse 3. On évite
ainsi toute surpression au cours de la fragmentation. Ce
secteur hélicoïdal représente sensiblement un tiers de la
surface du pas hélicoïdal. En outre, il est prévu, dans la
zone évidée 12 de la vis, un talon 24 formant entretoise
entre le plan du pas de vis et le plan de l'organe de
fragmentation 9. Ainsi, en fonction de la position de la
vis rotative, les fragments de matière sortant de l'organe
de fragmentation 9 peuvent librement tomber au fond de la
chambre à vide 21 lorsque la sortie de ces fragments de la
grille 9 s'opère au moment où la vis est dans une position
du type de celle représentée à la figure 4. Le sens de
rotation de la vis est représenté par une flèche dans cette
figure 4. On n'observe aucun blocage de matière entre la
surface arrière du pas de vis et le plan de l'organe de
fragmentation 9. La matière ayant ainsi librement chuté et
reposant sur la paroi de fond de la chambre à vide 21 de
l'unité de dégazage 2 est alors reprise au tour suivant de
la vis. Ainsi, l'hélice de la vis dans la chambre à vis 21
de l'unité de dégazage permet, du fait de sa conception, de
racler les parois de la chambre en évitant ainsi tout
colmatage et tout risque de surpression à l'intérieur de
ladite chambre. Une fois la matière reprise par le pas de
vis de la portion de vis disposée dans la chambre 21, cette
matière est amenée au moyen de cette même vis dans la zone
d'extrusion.Among the wearing parts with which shaft 4 is fitted, it must
be noted the presence of at least one organ of
On note que les parois délimitant la chambre à vide 21, de
préférence circulaire, sont disposées dans le prolongement
des parois de l'auge de l'extrudeuse 3. It is noted that the walls delimiting the
En entrée de la chambre 21 de l'unité de dégazage 2,
l'opération de fragmentation peut s'effectuer suivant un
grand nombre de modes de réalisation. Dans l'exemple
représenté, la grille 9 rotative coopère avec un peigne 10,
affectant la forme d'une roue crénelée intérieurement comme
le montre la figure 4, ce peigne étant disposé en amont de
la grille dans le sens d'avancement de la matière, de
manière à obtenir un cisaillement systématique de la
matière en fragmentant cette dernière de manière régulière
sur le plan dimensionnel. Cette fragmentation régulière est
particulièrement importante pour empêcher tout risque de
colmatage au niveau de la vis hélicoïdale logée à
l'intérieur de la chambre à vide 21.At the entrance to
Il est à noter que l'hélice 7 de la vis disposée à
l'intérieur de la chambre à vide 21 pourrait également être
utilisée comme organe de fragmentation sous réserve que la
grille 9 soit une grille statique. La matière passant à
travers la grille serait alors systématiquement fragmentée
au cours de la rotation de la portion de vis logée à
l'intérieur de la chambre 21. Les organes de fragmentation
9 et 10 peuvent être formés d'une seule pièce ou réalisés
en plusieurs éléments, comme le montre la figure 4.It should be noted that the
La conformation des parois de l'auge 15 du malaxeur 1 est
telle que le malaxeur est terminé par une bouche de
compression 25 située immédiatement en amont de l'organe de
fragmentation 9 ou des organes de fragmentation 9 et 10
lorsque l'installation est équipée d'au moins deux organes
de fragmentation. A l'inverse, la chambre 21 de l'unité de
dégazage 2, en combinaison avec la portion de vis 7 logée à
l'intérieur de ladite chambre 21, constitue une chambre de
détente. Ceci est lié également à la configuration des
parois de la chambre 21 et du pas hélicoïdal choisi pour la
vis à l'intérieur de la chambre 21. En effet, on note que
ce pas est beaucoup plus plat que le pas de la vis du
malaxeur. Ceci permet ainsi d'éviter les entraínements de
matière en direction de la pompe à vide 11 à laquelle est
reliée la chambre étanche 21. Ainsi, la portion de vis à
l'intérieur de la chambre 21 remplit une troisième fonction
de par sa configuration qui est d'empêcher l'entraínement
de matière en direction de la pompe à vide.The conformation of the walls of the
L'étanchéité entre la chambre de malaxage délimitée par
l'auge 15 du malaxeur et la chambre d'extrusion délimitée
par l'auge 14 de l'extrudeuse est obtenue par la présence
de la masse de matière transportée à travers la chambre 25.
En effet, cette matière est mise en pression par les
hélices 6 formant la vis hélicoïdale et forme ainsi un
tampon d'étanchéité. Ainsi, à nouveau, grâce à cette
conception d'une unité de dégazage 2 à vis, toutes les
pièces d'étanchéité telles que joint ou similaire utilisées
dans les installations connues peuvent être supprimées.The seal between the mixing chamber delimited by
Claims (10)
caractérisée en ce que cet axe est constitué par un seul et même arbre rotatif (4) plein portant l'ensemble des pièces d'usure de l'installation, telles que pale(s) (15), hélice(s) (6, 13) et organe(s) (9, 10) de fragmentation, montées de manière amovible sur ledit arbre (4), cet arbre (4) étant monté en porte-à-faux depuis un motoréducteur (23) d'entraínement en rotation dudit arbre jusqu'à la bouche porte-filière (22) de l'installation.Installation for the industrial-scale manufacture of ceramics, such as bricks, tiles or the like, of the type comprising at least one screw mixer (1), consisting of a screw (5, 6) mounted for rotation inside a trough (15), followed by a unit (2) for degassing the material from the mixer (1), this unit (2) comprising at least one chamber (21) subjected to a vacuum action and means fragmentation (9, 10) of the material, this unit (2) being followed by an extruder (3) consisting of a screw (13) rotatably mounted inside a trough (14), this extruder (3) conveying the mixed and degassed material to a die (22) through which the material is shaped, the chamber (21) of the degassing unit (2) containing a screw (7) organized around a generally horizontal axis common to the screws (5, 6; 13) of the mixer (1) and of the extruder (3),
characterized in that this axis is constituted by a single solid rotary shaft (4) carrying all of the wear parts of the installation, such as blade (s) (15), propeller (s) (6, 13) and member (s) (9, 10) of fragmentation, removably mounted on said shaft (4), this shaft (4) being mounted in overhang from a gearmotor (23) for rotating from said shaft to the die holder mouth (22) of the installation.
caractérisée en ce que l'arbre (4) portant les pièces d'usure (5, 6, 9, 10, 13) de l'installation, entraíné en rotation au moyen d'un groupe motoréducteur (23), est sectionné par rapport à l'arbre de sortie (16) du groupe motoréducteur (23), la jonction entre les deux sections d'arbre (4 ; 16) étant assurée au moyen d'un arbre intermédiaire (17) couplé à l'arbre de sortie (16) du réducteur et recevant à emmanchement coulissant l'arbre (4) portant les pièces d'usure, ce même arbre intermédiaire (17) étant supporté par au moins un palier porteur (18, 19) encaissant les efforts radiaux et axiaux de l'arbre (4) porte-pièces d'usure.Installation according to claim 1,
characterized in that the shaft (4) carrying the wearing parts (5, 6, 9, 10, 13) of the installation, driven in rotation by means of a geared motor group (23), is sectioned relative to the output shaft (16) of the geared motor unit (23), the junction between the two shaft sections (4; 16) being ensured by means of an intermediate shaft (17) coupled to the output shaft ( 16) of the reduction gear and receiving with sliding fitting the shaft (4) carrying the wearing parts, this same intermediate shaft (17) being supported by at least one bearing bearing (18, 19) receiving the radial and axial forces of the '' shaft (4) wearing parts holder.
caractérisée en que l'arbre (4) est monté incliné vers le haut depuis le groupe motoréducteur (23) jusqu'à la bouche porte-filière (22) de l'installation pour centrer dans un plan vertical l'extrémité de l'arbre à l'intérieur de l'auge (14) de l'extrudeuse de manière à éviter une usure prématurée des pièces d'usure et du fond de l'auge (14) de l'extrudeuse.Installation according to one of claims 1 and 2,
characterized in that the shaft (4) is mounted inclined upwards from the gearmotor group (23) to the die holder mouth (22) of the installation in order to center the end of the shaft in a vertical plane inside the trough (14) of the extruder so as to avoid premature wear of the wearing parts and of the bottom of the trough (14) of the extruder.
caractérisée en ce que l'arbre (4) portant les pièces d'usure est monté depuis le groupe motoréducteur (23) jusqu'à la bouche (22) porte-filière de l'installation de sorte que l'extrémité de l'arbre située à l'intérieur de l'auge (14) de l'extrudeuse est excentrée dans un plan horizontal vers la paroi latérale de gauche ou la paroi latérale de droite de ladite auge (14), la direction de l'excentricité (vers la droite ou vers la gauche) étant fonction du sens de rotation de la vis de l'extrudeuse.Installation according to one of claims 1 to 3,
characterized in that the shaft (4) carrying the wearing parts is mounted from the gearmotor group (23) to the mouth (22) of the installation die so that the end of the shaft located inside the trough (14) of the extruder is offset in a horizontal plane towards the left side wall or the right side wall of said trough (14), the direction of the eccentricity (towards the right or left) depending on the direction of rotation of the extruder screw.
caractérisée en ce que l'entrée de la chambre (21) de l'unité de dégazage (2) comporte un organe de fragmentation (9) coopérant avec la portion de vis hélicoïdale (7, 8) contenue dans la chambre de désaération (21) de manière à obtenir un raclage continu des parois de ladite chambre (21) en empêchant ainsi tout colmatage de la chambre.Installation according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the inlet of the chamber (21) of the degassing unit (2) comprises a fragmentation member (9) cooperating with the portion of helical screw (7, 8) contained in the deaeration chamber (21 ) so as to obtain a continuous scraping of the walls of said chamber (21) thereby preventing any clogging of the chamber.
caractérisée en ce que la portion terminale radiale (8) de la vis (7) logée dans la chambre (21) de dégazage vient à affleurement contre le plan de l'organe de fragmentation (9). Installation according to claim 5,
characterized in that the radial end portion (8) of the screw (7) housed in the degassing chamber (21) comes flush against the plane of the fragmentation member (9).
caractérisée en ce que l'extrémité terminale radiale (8) de la vis présente une ouverture (12) en forme de secteur hélicoïdal pour permettre une libre traversée de la matière fragmentée en direction de l'extrudeuse (3).Installation according to claim 6,
characterized in that the radial terminal end (8) of the screw has an opening (12) in the form of a helical sector to allow free passage of the fragmented material towards the extruder (3).
caractérisée en ce qu'il est prévu, dans la zone évidée (12) de la vis, un talon (24) formant entretoise entre le plan du pas de vis et le plan de l'organe de fragmentation (9).Installation according to claim 7,
characterized in that there is provided, in the recessed area (12) of the screw, a heel (24) forming a spacer between the plane of the screw thread and the plane of the fragmentation member (9).
caractérisée en ce que l'organe de fragmentation (9) rotatif est une grille qui coopère avec un peigne (10) disposé en amont de la grille dans le sens d'avancement de la matière de manière à obtenir un cisaillement systématique de la matière en fragmentant cette dernière de manière régulière sur le plan dimensionnel.Installation according to one of claims 1 to 8,
characterized in that the rotary fragmentation member (9) is a grid which cooperates with a comb (10) disposed upstream of the grid in the direction of advancement of the material so as to obtain systematic shearing of the material in fragmenting the latter regularly in dimensional terms.
caractérisée en ce que le malaxeur (1) est terminé par une bouche de compression (25) située immédiatement en amont du ou des organe(s) de fragmentation (9, 10), tandis que la chambre (21) de l'unité de dégazage (2), en combinaison avec la portion de vis (7) logée à l'intérieur de ladite chambre (21), constitue une chambre de détente pour éviter les entraínements de matière en direction d'une pompe à vide (11) à laquelle est reliée ladite chambre étanche (21).Installation according to one of claims 1 to 9,
characterized in that the mixer (1) is terminated by a compression mouth (25) located immediately upstream of the fragmentation member (s) (9, 10), while the chamber (21) of the mixing unit degassing (2), in combination with the portion of screws (7) housed inside said chamber (21), constitutes an expansion chamber to avoid entrainment of material in the direction of a vacuum pump (11) to which is connected to said sealed chamber (21).
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