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" Perfectionnements aux mélangeurs ".
L'invention concerne les machines à mélanger et à malaxer.
Pour mélanger des matières sèches sous forme de poudre ou de grains fins, ou desliquides, ou pour mélanger etmalaxer des substances pâteuses, des liquides fluides ou épais, et des matières plastiques, on emploie d'habitude des machines à mé- langer et à malaxer ayant deux pales mélangeuses essentielle- ment en forme de z.
En général, deux de ces pales sont disposées en parallèle dans une cuve et elles tournent en sens inverse, la partie infé- rieure des pales étant partiellement enfermée dans la cuve qui
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est diviséecet endroit. La matière est propulsée par les pa- les pendant leur rotation et, dans la prenière partie de leur révolution, elle estpartiellement mélangée etmalaxés, tandis que l'opération principale de mélange et de malaxage est effec- tuée seulement pendant la période dans laquelle les pales après avoir passé cette partie de la cuve qui les renferme, glissent tangentiellement l'une contre l'autre.
On a proposé desmachines n'ayant qu'une pale pour mélan- ger des matières en poudre fine, ou des pâtes fluides. e but de cette invention est d'obtenir une machine rédui- sant au minimum la durée du mélange et du malaxage, spécialement dans le cas où on traite des pâtes épaisses, ou des mélanges consistant en matières fibreuses végétales, minérales ou arti- ficielles, tout en assurant un mélange parfaitement homogène, et enfin on se propose de réduire le prix d'une telle machine en vertu de son mode de construction.
Une des formes de machine conforme à l'invention comporte une cuve ayant une partie inférieure semi-cylindrique, dans la- quelle sont montées deux pales mélangeuses concentriques, l'une intérieure à l'autre, et tournant en sens inverse à la mène vi- tesse ou à des vitesses différentes. La pale extérieure est en forme de Z et sa périphérie extérieure passe très près de la partie semi-circulaire de la cuve de façon à racler toute la ma- tière adhérente à cette partie et la forme de la section trans- versale de la pale est telle que la matière qu'elle entraîne est projetée directement vers le centre, tandis que, longitudi- nalement, les pales ont une forme sinusoïdale, de sorte que la matière est aussi mue dans une direction axiale.
La pale intéri- eure imprime aussi en même temps à la matière un mouvement radial et axial mais en sens contraire du mouvement donnépar la pale extérieure. Il en résulte que la matière estparfaitement mélan- gée et malaxée pendant chaque tour des pales, de sorte que le temps nécessaire pour produire un mélange parfaitement homogène
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est réduit au minimum. suivant une variante de construction, la pale extérieure est pourvue de pales radiales ayant la forme de pales en éven- tail qui font saillie vers l'intérieur et entre lesquelles tour- nent en sens opposé des pales radiales de même forme faisant saillie vers l'extérieur à partir du moyeu claveté sur un arbre .moteur à l'intérieur de la pale:extérieure.
Toutes les pales radiales sont tordues en spirales, par laquelle la matière est mue dans toutes les directions, pendant le fonctionnement de la machine, d'où résulte un mélange intime.
Suivant une autre construction, destinée à remplir plus parfaitement les conditions précédentes, on emploie des pales extérieures semblables à celles qui ont été décrites plus haut, tandis que les pales mélangeuses intérieures ont la forme d'une vis transporteuse ayant un ou plusieurs tours.
Dans toutes les formes décrites plus haut pour les pales mélangeuses intérieures et extérieures, un fait important est le 'suivant : les pales disposées du même côté par rapport à l'axe transversal doivent avoir une torsion dirigée dans le. même sens.
Cependant, dans le cas d'une autre variante, les pales mélangeu- ses interne et externe sont fixées ensemble, de sorte qu'elles tournent avec une seule et même vitesse ; pour les pales intéri- eure et extérieure placées du même côté par rapport à l'axe trans- versal, le sens de la torsion d'une des pales est opposé au sens de torsion de l'autre. Dans ce cas, il est utile que le pas de la pale interne soit plus grand, de sorte que bien que la vitesse des deux pales soit la même, la matière mue par les pales inter- nes est adaptée en ce qui concerne la vitesse de déplacement à celle engendrée par les pales externes. Ce mode de construction plus simple, et par conséquent plus économique, convient par ex- emple à l'agitation de produits qui doivent être rapidement dis- sous de façon homogène dans un liquide, comme en particulier une solution de caoutchouc brut.
Pour obtenir de tels résultats, le
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dispositif le plus convenable estun arrangement vertical des pales mélangeuses entièrement contenues dans une cuve fermée.
Une machine conforme à l'invention peut rapidement être munie des équipements usuels des mélangeurs, tels qu'appareils de chauffage de la cuve, mélange sous vide, engrenage réversible pour les pales mélangeuses, dispositifs destinés à empêcher l' ouverture du couvercle de la machine pendant son fonctionnement, mécanisme de basculement de tout genre et ainsi de suite.
L'invention est illustrée par les dessins ci-joints, re- présentant plusieurs formes de construction de machines etdans lesquels :
La figure 1 est une vue de côté, partiellement en coupe, d'une machine ayant deux pales mélangeuses en Z coaxiales, et des moyens de fermeture.
La figure 2 est une coupe suivant la ligne I - I de la fi- gure 1.
La figure 3 est une vue en bout.
La figure 4 représente une modification, la machine ayant des pales extérieures en forme de Z et des pales mêlangeuses in- ternes radiales.
La figure 5 est une section transversale suivant la ligne II - II de la figure 4.
La figure 6 montre une modification dans laquelle les pa- les externes sont en forme de z et les pales intérieures en for- me d'hélices.
La figure 7 est une coupe suivant la ligne III - III de la figure 6.
La figure 8 représente une autre modification dans laquel- le lespales mélangeuses externessont en forme de Z,et les pa- les intérieures en forme d'hélice, les pales extérieures et in- térieures étant fixées ensemble etdisposées de façon à tourner dans le même sens.
La figure 9 est une coupe suivant la ligne IV - IV de la
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figure 8.
La figure 10 est une vue en plan de la figure 8.
La figure 11 est une coupe suivant la ligne V - V de la figure 10.
La figure 12 représente une autre variante, la machine étant du type vertical avec pales mélangeuses externes en Z et pales internes en hélice tournant en sens inverse desdites pa- les externes.
La figure 13 est une vue en plan de la figure 12.
La figure 14 représente une forme modifiée de la machine verticale avec pales mélangeuses externes en Z, pales internes en hélice, les deux étant connectées ensemble et tournant dans le même sens.
La figure 15 est une vue en plan de la figure 14.
Si on se reporte d'abord à la mélangeuse représentée par les figures 1, 2 et 3, elle comporte une cuve a, ouverte au som- met, à base semi-circulaire, et fermée aux deux extrémités par des plaques b et b1. Lesdites plaques b, bl sont munies de moyeux c, c1 qui sont percés de façon à constituer des paliers pour les coussinets e, el aux extrémités des pales d en forme de Z à contour hélicoïdal. La partie la plus étroite de la pale mélangeuse à passe près de la partie semi-circulaire de la cuve pendant la rotation de la pale de sorte que toute la matière à traiter qui adhère à la cuve est grattée. La forme de la section transversale des pales et leur courbure externe est telle que, pendant leur rotation, la matière est mue aussi bien en direo- tion axiale qu'en direction radiale, comme il sera complètement expliqué plus loin.
La pale mélangeuse d est mise en rotation, de la manière connue au moyen de poulies jumelées f, f1 et d'une paire de roues d'engrenage g, h, la roue d'engrenage g étant montée sur un arbre de poulie 1 et la roue d'engrenage h sur le coussinet el. La poulie f est mue par l'arbre moteur ( non re- présenté ) dans une direction seulement, tandis que la poulie fl
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tourne en sens inverse/par suite d'un engrenage inverseur à 1' intérieur des deux pièces f, fl. Ainsi, les deux poulies font que l'arbre! est mû sélectivement dans chacun des sens, et l' arbre! est aussi disposé de façon à être débrayé, de sorte que la pale mélangeuse d peut être mue dans un sens ou dans un au- tre ou débrayé pendant le fonctionnement.
Deux pales mélangeuses k, k1 couplées ensemble à leurs ex- trémités adjacentes sont disposées à l'intérieur du bras d, con- centriquement avec lui et elles tournent en sens opposé dudit bras d etun certain intervalle axial et radial estménagé entre lesdites pales interne et externe, comme l'indiquent les lignes interrompues sur la figure 1. Les tourillons 1, 11 de la paire de pales k, kl sont montés dans les coussinets creux e, el et une roue d'engrenage m est clavetée sur le tourillon 11. Une roue dentée p est en prise par les engrenages de l'arbre i avec un engrenage o, claveté sur un arbre de renvoi q, et une autre roue dentée p sur ledit arbre est disposée de façon à faire tourner la roue d'engrenage m en sens inverse de la roue d'en- grenage h.
AU lieu d'entraîner lespales mélangeuses au moyen d'en- grenages montés sur un seul côté de la machine, comme on l'a dé- crit on peut mettre des engrenages des deux côtés de la machine; dans ce cas, les deux arbres i et q se prolongent au-delà de l' extrémité de l'arbre c et des engrenages sont prévus aussi de ce côté de la machine.
Le bac mélangeur a est disposé de façon à décharger son con- tenu en l'inclinant autour de son axe jusqu'à la position 2 indi- quée par des lignes interrompues sur la figure 3, cela pouvant être facilement effectué grâce à l'effort relativement faible né- cessaire au balancement. Le renversement est obtenu au moyen de la poignée de manivelle r, d'un pignon s et d'un segment denté t fixé à la plaque terminale bl. La cuve a est maintenue dans sa position normale par une cheville U portée par son bâti et s'en-
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gageant dans un trbu du segment denté t, et ladite cuve est main- tenue dans la position inclinée 2 par une oheville coulissante portée par le bâti.de la machine et s'engageant dans le trou mentionné plus haut.
Le mécanisme de roue à cliquet v sert à maintenir la cuve dans toute position intermédiaire désirée et sert aussi à empêcher la cuve de basculer en arrière. La poignée de manivelle est normalement maintenue dans la position de re- pos par un ressort w, comme le montre la figure 1.
Les figures 4 et 5 représentent une forme modifiée des pa- les mélangeuses et malaxeuses et d'autres moyens de renversement de la cuve. La pale extérieure A, en forme de Z à contour en spirale, est'pourvue de pales mélangeuses radiales B dirigées vers l'intérieur et disposées comme les branches d'un éventail, c'est-à-dire qu'elles ont une torsion en spirale. Un arbre c traversant un alésage dans un bras de couplage Al entre les coussinets des pales A entraine un moyeu muni de pales mélan- geuses D dirigées vers l'extérieur, les pales sont en quinconce spiralée les unes par rapport aux autres et leur forme est aus- si semblable à celle des branches d'un éventail. Les pales mé- langeuses B et D sont disposées en quinconce dans une direction axiale, de sorte qu'elles se dépassent mutuellement et elles ont une torsion dans le même sens.
Comme les p'ales radiales B et D se dépassent mutuellement pendant qu'elles se meuvent en sens opposé, la matière qui se trouve entre elles est mue, pen- dant une révolution complète, aussi bien en direction axiale qu'en direction radiale, et aussi vers l'extérieur et vers l'in- térieur, ce qui assure-un mélange et un malaxage rapides et parfaits de la matière dans la cuve.
Les aliments mélangeurs extérieurs et intérieurs sont mûs de la même manière que celle qui a été décrite plus haut à pro- pos des figures 1 à 3. Le déchargement de la cuve peut s'effec- tuer de la même manière, mais on peut employer un autre disposi- tif : le pivot autour duquel la cuve est inclinée peut être
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disposé latéralement en /#hors de la cuve. Un tel dispositif est visible sur la figure 5 ou ? désigne le pivot autour duquel la cuve esinclinée à sa position de décharge a.
Le mécanisme colporte une poignée H qui commande par chaîne et mécanisme denté ( chaîne à barbotin ) J une roue d'angle L' engrenée avec une roue d'angle L fixée à un arbre fileté en hélice @@ supporté de façon à pouvoir tourner par un palier pivotant en sur le bâti de la machine.
Sur l'arbre M se trouve un écrou ayant un bras fixé à la cuve = de façon à pouvoir pivoter en 0. Ainsi, en tournant 'la poignée H dansune direction, l'arbre est entraîné par l'entremise de la chaîne mentionnée, plus haut et des roues d'angle: par suite l'écrou M se visse de lui-même sur l'arbre fileté M, soulevant la cuve et la basculant autour du pivot F vers la position a. Si on tourne la manivelle en sens inverse, on ramène, bien entendu, la cuve en arrière à sa position nor- male. Dans cette dernière position, la cuve repose par son pied P sur la base Q.
Si on se reporte à la variante représentée par les figures 6 et 7 montrant des pales intérieures etextérieures de forme différente, les pales peuvent tre mues etla cuve inclinée de la même manière que celle exposée à propos des figures 1 à 3 ou 4 et5. Dans ce cas, les pales malaxeuses extérieures A, A1 ont une tome telle que leur contour latéral est rectiligne et in- cliné sur l'axe longitudinal, les pales sont mues par des méca- nismes couplés avec l'une ou l'autre ou avec les deux pales B, B1 à l'extrémité extérieure d.es pales. Ces pales B, Bl étant di- rigées intérieurement vers le centre. Au centre, les pales A, ¯il sont reliées par un bras C, de sorte que, en projection, elles présentent une forme de Z.
Au cours du fonctionnement, la matiè- re est par conséquent forcée à se déplacer du centre vers l'ex- térieur et vers les deux côtés, ou des côtés vers le centre, suivant le sens de rotation despales A, A1. En outre, la. sec- tion transversale des pales est telle, que durant leur rotation,
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une composante dirigée rdialement oblige aussi la matière à se mouvoir vers l'axe, de sorte qu'un processus de mélange se poursuit continuellement pendant le cours complet d'une révolu- tion. Ce procédé de mélange est grandement intensifié par l'ad- jonction de pales mélangeuses D, D1, intérieures aux pales mé- langeuses A, Al, lesdites pales D, D1 étant clavetées sur un arbre moteur.
La forme des contours latéraux de ces pales inté- rieures s'accorde avec celle des pales extérieures et le sens de l'inclinaison des pales intérieures et extérieures est le même quand elles s'opposent les unes aux autres, l'angle d'in- clinaison des pales intérieures est égal ou supérieur à celui des pales extérieures, les pales extérieures tournant en sens inverse des pales intérieures. Il en résulte pour la matière placée dans le voisinage du centre, une impulsion en sens inver- se de celle exercée par les pales extérieures. De plus, par sui- te de la forme particulière de la section transversale des pales intérieures, la matière placée à l'intérieur est mue en direc- tion de la périphérie, et cette action est supportée par la for- ce centrifuge du reste de la matière se mouvant avec elle.
La matière est brassée d'avant en arrière et d'arrière en avant en aussi bien(direction axiale qu'en direction radiale; elle est ainsi soumise à une action parfaite de mélangeage et de malaxage.
Une simplification importante est apportée, surtout en ce qui concerne la mise en mouvement, par la construction représen- tée par les figures 8 à 11 qui .convient à différents buts de mé- lange et de malaxage. Dans ce cas, les pales extérieures A, Al . et les pales intérieures D, Dl sont fixées sur un même arbre mo- teur E, de sorte qu'elles forment un ensemble tournant à la même vitesse et dans le même sens.
La forme des pales intérieures et extérieures est sembla- ble, en principe, à celle des pales dont la construction est re- présentée par les figures 6 et 7, mais la différence est que, dans cette, construction, la direction des pales intérieures est
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opposée à celle des pale,4 extérieures. Il en résulte que la ma- tière est mue par les pales extérieures en direction opposée de celle due aux pales intérieures, comme il est clairement indiqué par les flèches sur les figures 10 et 11. Ces mouvements sont, bien entendu applicables aux constructions précédemment décrites, dans lesquelles les pales intérieures et extérieures tournent en sens opposés.
Pour certains cas de mélange et de dissolution, il est avantageux de disposer les pales mélangeuses verticalement, elles sont alors entièrement enfermées dans une cuve qui est elle aus- si verticale. Ce mode de construction convient particulièrement au mélange et à la dissolution de produits qui, à leur état fi- nal, sont sous forme de liquides visqueux, tels qu'une solution de caoutchouc brut ou analogues. Sur la machine représentée par les figures 12 et 13, les pales extérieures et intérieures tour- nent en sens inverse au moyen d'une poulie fixe et folle dont le mouvement est transmis aux pales extérieures par une paire de roues d'angle G, G1 et aux pales intérieures par la paire de roues d'angle H, H1. Le récipient est vidé en ouvrant la coulisse K qui permet la décharge par le conduit de décharge L.
Les figures 14 et 15 représentent une machine semblable destinée à des usages analogues, mais dans laquelle les pales intérieures et extérieures sont fixées l'une à l'autre, comme dans les appareils représentés sur les figures 8 à 11, et elles tournent toutes deux dans le même sens. Le mouvement est obtenu d'une manière plus simple par une seule paire de roues d'angle G, G1. Au lieu d'une double pale intérieure comme celle de la fi- gure 12, il y a ici seulement une pale D à la partie supérieure et une pale D1 en-dessous, ce qui est désirable dans quelque cas.
REVENDICATIONS.
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