FR2507798A1 - Dispositif limiteur de couple pour machine a cuve tournante et a vis transporteuse interieure - Google Patents

Abstract

IL S'AGIT D'UNE MACHINE COMPORTANT UN BOL TOURNANT QUI RENFERME UNE VIS D'ARCHIMEDE ENTRAINEE A UNE VITESSE LEGEREMENT DIFFERENTE PAR UN REDUCTEUR PLANETAIRE MONTE EN BOUT DE L'ARBRE DU BOL. L'ARBRE DE REACTION 6 DU REDUCTEUR EST RENDU SOLIDAIRE PAR UN ACCOUPLEMENT ELASTIQUE 11, 12, 13 D'UN LEVIER 14 QUI PREND APPUI CONTRE UN SYSTEME A RESSORT A DEPASSEMENT DE LA POSITION D'EQUILIBRE INSTABLE (RESSORT TARE 34, BUTEE 35, GENOUILLERE 27, 26, 25, ARBRE 13 ET BRAS 17A, DE MANIERE TELLE QUE LORSQUE LE COUPLE DE REACTION DEPASSE UNE LIMITE DE SECURITE, 14 SOIT LIBERE, LA VIS TOURNANT ALORS AVEC LE BOL. UN VERIN HYDRAULIQUE 20 EST INTERPOSE ENTRE LE GALET CAOUTCHOUC 16 FORMANT BUTEE DE 14 ET LE BRAS 17A POUR TRANSMETTRE UN SIGNAL A UN REGULATEUR 43 QUI REGLE L'ALIMENTATION DE LA MACHINE EN VUE DE MAINTENIR LE COUPLE DE REACTION ENTRE DES LIMITES ACCEPTABLES EN DEHORS DES CAS D'INCIDENTS BRUSQUES.

Description

La présente invention se réfère aux machines continues, du genre décanteuses ou essorreuses, comprenant une cuve tournante dans laquelle est disposée une vis d'Archimede entrainée à une vitesse légèrement différentie de celle de la cuve de manière à repousser les matières solides vers une sortie appropriée.

Dans ces machines c'est en général la cuve ou bol qui reçoit directement le mouvement à partir de la poulie ou autre organe d'entrée, la vis lui étant relié par l'intermédiaire d'un mécanisme planétaire simple ou multiple assurant une légère démultiplication. Un tel mécanisme comporte à la façon connue trois éléments dont ltun peut jouer alors le rôle d'entrée du mécanisme considéré, un autre celui de sortie de ce dernier, tandis que le troisième est maintenu fixe et encaisse le couple de réaction qui résulte de la demultiplication.

On a déjà songé à tirer parti de cette disposition du mécanisme planétaire pour lui faire jouer simultanément le rôle de limiteur de couple propre à éviter tout dommage à la machine en cas d'engorgement ou de blocage. Il suffit en effet de retenir le troisième élément de ce mécanisme par un dispositif taré qui le libère quand le couple de réaction dépasse un seuil déterminé. Le mécanisme tourne alors en bloc à la vitesse du bol par rapport auquel la vis ne se déplace plus.

L'invention vise à réaliser un dispositif du genre en question qui permette de surveiller le couple de réaction et d'agir éventuellement sur l'alimentation de la machine pour la réduire et/ou l'arrenter quand ce couple se trouve encore au-dessous du seuil de déclenchement du fonctionnement du dispositif, mais néanmoins au-dessus de sa valeur de marche normale. On comprend que pareille disposition permet d'éviter la plupart des cas d'engorgement de la -machine résultant, par exemple, d'une augmentation intempestive du débit d'amenée de la matière à traiter, d'une élévation de la teneur en solides de cette matière etc...

La fréquence des arrêts d'urgence se trouve ainsi considérablement réduite.

Conformément à l'invention l'on associe à un dispositif taré de retenue de l'élément normalement fixe du mécanisme planétaire un détecteur dynamométrique propre à émettre un signal fonction de l'effort supporté par le dispositif et ltonvutilise ce signal pour commander l'alimentation de la machine de manière qu'elle diminue à mesure que cet effort augmente, ou en variante qu'elle s'arrête totalement quand l'effort en question dépasse une valeur déterminée.Ce détecteur est avantageusement constitue par un vérin hydraulique à membrane, dont le signal de sortie apparait sous la forme de la pression du liquide mis en oeuvte. On peut notamment faire jouer à ce vérin le rôle d'une butée solidaire de la partie mobile du dispositif de retenue et sur laquelle vient porter un nez ou levier solidaire du troisième élément du mécanisme planétaire.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer
Fig. 1. est une coupe schématique d'une décanteuse continue.

Fig. 2 est une vue en élévation avec coupe partielle d'un dispositif de retenue suivant l'invention associé à cette machine.

Fig. 3 est une coupe suivant III-III (fig. 2).

Fig. 4 est une coupe de détail montrant le détecteur dyna mométrique du dispositif suivant fig. 2.

Fig. 5 est une vue semblable à celle de fig. 2, mais montrant les pièces après déclenchement du dispositif.

On a très schématiquement rappele en fig. 1 l'agencement général d'une décanteuse continue du genre auquel l'invention se réfère. ta machine comprend essentiellement un bol tournant 1 porté par deux tourillons d'extrémité creux la et lb, l'entraînement étant assuré par une poulie 2 calée sur le tourillon la. Dans ce bol 1 est montée une vis d'Archimède 3 portée par deux bouts d'arbre 4 qui traversent les deux tourillons la et lb. La liaison entre la vis et la cuve est réalisée par un mécanisme planétaire démultiplicateur 5 dont l'organe d'entrée est relié au tourillon lb et celui de sortie à l'arbre 4, son troisième élément se présentant sous la forme d'un arbre 6 normalement maintenu fixe par un dispositif taré désigné par la référence générale 7.L'ensemble du bol 1 et de la vis 3 est entouré par une enveloppe ou cuve extérieure fixe 8 qui reçoit dans deux compartiments séparés le liquide décanté (flèches 9) et les solides entraînés par la vis 3 (flèches 10).

A cette cuve sont associés les paliers (non détaillés) qui supportent les tourillons la, lb.

Ainsi que le montre fig. 2 et 3, sur 11 arbre 6 qui correspond au troisième élément du mécanisme 5 est claveté un accouplement élastique de type connu. Dans l'exemple représenté cet accouplement comprend une pièce 11 en forme d'étoile triangulaire, sur laquelle est disposee une couronne 12 comportant trois saillies intérieures 12a venant se loger entre les branches de l'étoile. Chacun des espaces compris entre ces saillies et les branches est rempli d'une masse 13 de caoutchouc ou matière analogue. Sur la couronne 12 est monté le moyeu 14a d'un levier radial 14, ce moyeu étant également solidaire d'une masselotte 14b diamétralement opposée et propre à assurer son équilibrage quand il est entraîné en rotation.

L'extrémité libre du levier 14 vient se loger entre deux galets 15 et 16. Le premier de ceux-ci est porté par un étrier 17 fixé par soudure à un arbre 18 convenablement porté à rotation par le bâti 19 de la machine. Cet étrier 17 est solidaire d'un prolongement latéral 17a qui vient former console de support pour un vérin hydraulique désigné par la référence générale 20 et dont la tête mobile porte précisément le galet 16 précité. Fig. 4 montre le détail de ce vérin . Celui-ci comprend un corps cylindrique 20a fermé par un couvercle 20b en forme de cuvette, une membrane 20c étant interposée entre le corps et le couvercle. Dans le corps 20a coulisse une tige 20d terminée intérieurement par une tête 20e qui vient prendre appui contre la membrane 20c.La tige 20d porte à I'extérieur du corps 20a une bride 20f solidaire d'un étrier 20g dans lequel est monté l'axe 21 du galet 16. La bride 20f porte un pion 20h orienté parallèlement à l'axe du vérin et qui coulisse dans une perforation borgne 20i du corps 20a. Une membrane plissée 22 assure l'etan- chéité entre la bride 20f et le corps 20a dans une mesure suffisante pour éviter la pénétration des impuretés de tous genres. Au couvercle 20b se raccorde une tubulure 23.

On notera que le galet 16 est monté sur son moyeu 21 par l'intermedi- aire d'un manchon élastique 24 (caoutchouc ou analogue). Bien que cela n'ait pas été détaillé, il en va de même pour le galet 15.

t'arbre 18 porte un bras 25 (fig. 2) en bout duquel est articulée en 26 une tige 27 qui s'engage dans un cylindre 28 articulé en 29 entre les branches d'une console 30 à profil en U, solidaire du bâti 19. Le guidage de la tige 27 est assuré par le couvercle perforé 31 du cylindre 28 et par une butée réglable 32 également perforée, vissée à l'intérieur du cylindre, convenablement fileté à cet effet. La tige 27 comporte un épaulement 27a situé à l'intérieur du cylindre et contre lequel vient prendre appui une tête 33 formant butée mobile pour un ressort 34 qui porte par ailleurs contre la butée fixe 32. La course angulaire du cylindre 28 autour de l'articulation 29 est limitée par deux butées de caoutchouc 35 et 36 disposées l'une au fond de la console 30, l'autre sous une traverse 37 solidaire de celle-ci.

L'arbre 18 est perforé transversalement comme indiqué en 18a (fig.

2 et 3) pour pouvoir recevoir un levier recourbé 38 indiqué en traits mixtes de façon schématique, fixé en place de toute manière appropriée, non détaillée, ce levier s'élevant pour se terminer par une partie horizontale 38a propre à recevoir un ou plusieurs poids de charge tels que 39.

De la tubulure 23 part un tuyau souple 40(fig. 2) qui aboutit à une canalisation 41 équipée d'un manomètre 42 et qui est reliée d'autre part à un régulateur manosensible 43 comportant des moyens propres à détecter la pression du liquide enfermé dans le vérin 20, le tuyau 40 et la canalisation 41. Le régulateur 43 peut être prévu pour transformer en signal électrique le signal de pression qu'il reçoit du vérin 20 et ce signal, qui sort en 44, est utilisé pour régler l'alimentation de la machine en produit à décanteur.

Le fonctionnement est le suivant
En marche normale le cylindre 28 se trouve à la position de fig.

2, c'est-à-dire en appui contre la butée 35. Le couple de réaction qui s'exerce sur l'arbre 6, et qui est orienté dans le sens de la flèche A, agit au contraire par le levier 14 sur le galet 16 en tendant ainsi à faire tourner l'arbre 18 dans le sens correspondant à l'enfoncement de la tige 27 dans le cylindre 28, de sorte qu'aussi longtemps que le couple ne dépasse pas la limite prévue, le cylindre 28 reste appliqué contre la butée 35. Le couple ainsi appliqué par le levier 14 à l'arbre 18 est évidemment transmis par l'intermédiaire du galet 16 et par conséquent du vérin manosensible 20, de sorte que le régulateur 43 reçoit'un signal indicateur de ce couple. La valeur de celui-ci est affichée par le manomètre 42.

Aussi longtemps que le couple de réaction se tient entre des limites normales, le régulateur 43 n'intervient pas (sinon pour transmettre éventuellement des indications à distance). Mais dès qu'il dépasse la limite supérieure, le régulateur agit pour réduire le débit d'alimentation de la machine, ce qui abaisse normalement les efforts développés par la vis 3 de fig. 1 en soulageant ainsi l'arbre 6.

Si pour une raison quelconque ce réglage n'a pas le temps d'inter
venir ou bien est insuffisant (cas, par exemple, d'une matière à traiter exagérément pâteuse), la tige 27 s'enfonce dans le cylindre 28 en comprimant le resssort 34 et l'ensemble de cette tige et du bras 25 arrive à la position d'équilibre instable. A ce moment le cylindre 28 bascule brusquement contre la butée 36 (position de fig. 5), de sorte que le levier 14 est libéré et peut tourner avec l'arbre 6, la vis 3 ne se déplaçant plus alors par rapport au bol 1. La machine est entièrement soulagée. Fig 5. montre la position des pieces après que le dispositif ait ainsi déclenché.

On peut prévoir des moyens pour que cet état de choses déclenche une alarme (contact 45, fig. 3) et/ou provoque l'arrêt automatique du moteur d'entraînement et/ou ferme la vanne d'alimentation de la machine.

On notera à cet égard qu'à la position de fig. 5 la pression hydraulique dans le vérin 20 est nulle et que cela peut être utilisé par le régulateur 43 pour assurer les actions désirées.

La limite de déclenchement du dispositif est réglable par la butée vissée 32. Mais on peut également faire intervenir les poids tels que 39 accroches à la partie horizontale 38a du levier 38 et plus accessibles que la butée précitée ; il suffit de sur-tarer légèrement le ressort 34, les poids venant agir à l'encontre de celui-ci. On peut par exemple régler le ressort 34 à la limite extrême admissible, les poids permettant d'abaisser le seuil de declenchement à toute valeur désirée.

Un point très important à noter est que l'arbre 18 du dispositif suivant l'invention ne reçoit le couple de réaction qu'à travers les systèmes amortisseurs que constituent d'une part l'accouplement élastique prévu entre l'étoile 11 et la couronne 12, d'autre part les galets 15 et 16. Or l'expérience montre que dans les machines du genre en question ce couple présente presque toujours des à-coups parfois très importants. La prévision des systèmes amortisseurs précités comporte ainsi deux avantages essentiels
1" Une brusque et courte pointe de couple, que le régulateur 43 ne pourrait- éviter en raison du caractère soudain de son apparition, se trouve absorbée par les masses élastiques d'amortissement et ne risque pas de provoquer une détérioration du mécanisme planétaire 5 avant que le dispositif n'ait eu le temps de déclencher.

20 Le dispositif ne risque pas de déclencher intempestivement lors d'un à-coup passager.

On notera que la présence du galet 15, qui joue en quelque sorte le rôle de contre-butée, s'oppose à tout mouvement pendulaire du bras 14 sous l'effet d'un à-coup négatif du couple de réaction, c'est-à-dire d'une brusque et courte diminution de celui-ci. On notera encore que les mécanismes d'amortissement décrits pourraient être complétés par un dispositif anti-pulsateur tel que 46 inséré entre le vérin 20 et le mano-comparateur 43.

I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Dispositif limiteur de couple pour machine continue à décanter ou à essorer à cuve ou bol tournant, vis transporteuse intérieure et mécanisme planétaire démultiplicateur reliant cette vis au bol, du genre assurant la retenue du troisième élément de ce mécanisme pour le maintenir fixe en marche normale, mais pour le libérer quand le couple de réaction auquel il est soumis dépassse un seuil déterminé, caractérisé en ce qu'il renferme en combinaison un détecteur dynamométrique propre à émettre un signal fonction de l'effort supporté par le dispositif.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que détecteur dynamométrique est constitué par un vérin hydraulique associé à un circuit fermé de liquide de façon à engendrer un signal de pression.

3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la partie mobile du vérin porte la butée de ce dispositif contre laquelle s'exerce la force résultant du couple de réaction.

4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce qu'il comprend un arbre sur lequel est monté d'une part le support du détecteur dynamométrique recevant l'effort de réaction, d'autre part un bras sur lequel vient agir sur un organe de poussée taré réalisant avec ce dernier un mécanisme à déclenchement par passage du point d'équilibre instable.

5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, du genre comprenant un bras fixé au troisième élément du mécanisme planétaire et qui vient porter contre une butée retenue par un mécanisme taré, caractérisé en ce qu'entre ce bras et ledit troisième élément est interposé un accouplement élastique.

6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que la butée sur laquelle s'exerce la force résultant du couple de réaction est établie sous forme élastique.

7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la butée est constituée par un galet monté sur un manchon élastique.

8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce qu'il y est prévu une contre-butde élastique propre à retenir contre la butée principale l'organe lié au troisième élément du mécanisme planétaire et par lequel s'exerce la force correspondant au couple de réaction.

9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, du genre comportant un mécanisme de déclenchement à ressort taré, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens permettant de charger le dispositif par des poids facilement interchangeables.

10. Procédé d'utilisation d'un dispositif suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce qu'on envoie le signal du détecteur dynamométrique à un régulateur qui émet en réponse un signal de commande qu'on applique au mécanisme d'alimentation de la machine de manière à réduire cettte alimentation à mesure que croit la valeur du couple de réaction.

11. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'on utilise le signal de couple nul émis par le détecteur dynamométrique après déclenchement du dispositif, pour provoquer l'arrêt du moteur d'entrainement de la machine.