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MACHINE A PALETTES ROTATIVES POUR LA FABRICATION
DE LA GLACE.
L'invention a pour objet un dispositif pour la fabrication de glace alimentaire,avec tambour de congélation rotatif et hélice palette dis- posée à l'intérieur de ce tambour et tournant autour de son axe, cette palet- te créant une forte agitation et raclant la glace qui se dépose sur la paroi intérieure du tambour.
Conformément à l'invention, l'hélice palette est montée sur un bras oscillant qui se trouve au-dessus du tambour de congélation; l'axe d'os- cillation de ce bras est parallèle à l'axe du tambour et disposé à une telle distance de ce dernier,que l'hélice à palette soit pressée contre la paroi du tambour sous l'action de la pression d'écoulement de la masse de glace, la ligne joignant l'axe d'oscillation du levier et l'axe du tambour, d'une part, et la ligne joignant l'axe d'oscillation du levier et l'axe de l'hé- lice, d'autre part, faisant entre elles un angle aigu. Le moment de rota- tion pour la commande de la palette exerce une pression supplémentaire dans le même sens.
L'invention se prête à l'emploi d'une commande par transmission continue de la palette, aussi bien qu'à l'emploi d'une commande à action intermittente par roue à rochet.
Les figures 1 à 4 des dessins annexés montrent des exemples de réalisation de l'inventiono
La figure 1 est une coupe longitudinale de la machine à glace, tandis que la figure 2 est une vue en dessus, montrant la commande de l'hé- lice palette et la répartition des forceso La figure 3 représente en coupe transversale une forme d'exécution, dans laquelle le serpentin réfrigérant est plongé directement dans le récipient rotatif de saumure. La figure 4 concerne une autre réalisation, représentée également en coupe et dans
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laquelle le serpentin réfrigérant est séparé de la glacière et installé dans un échangeur de température particulier.
Aunsi que le montre la figure 1, le tambour 1 de congélation est actionné par en dessous par l'arbre de commande 2, L'étanchéité est assurée par un presse-étoupe 3. Les paliers à coussinets 4 travaillent dans ce cas avec une lubrification par eau ou par saumure, et ils peuvent être faits en matière artificielle. Si le presse étoupe est disposé à l'extré- mité supérieure de l'arbre de commande, les paliers peuvent être pourvus d'un système ordinaire de graissage à l'huile ou à la graisse. Le mouvement est transmis d'un moteur annexé au moyen d'une courroie 5 plate ou trapè- zoïdale .
La commande de la palette qui,dans le cas de cette forme d'exé- cution se meut avec une faible vitesse de rotation, est réalisée à l'aide d'un mécanisme d'entrainement à pas. Les excentriques ou les cames 6, dis- posés en opposition à 180 l'un de l'autre sur l'arbre 2 communiquent aux leviers 7 des mouvements angulaires d'oscillation. Dans le cas de plateaux à excentriques, ceux-ci peuvent être pris entre les branches des extrémités en fourche des leviers, tandis que dans le cas où l'on emploi des cames, les leviers sont pressés par des ressorts contre les plateaux à cames. Les le- viers 7 sont reliés en ménageant pour chacun d'eux un certain jeu 8, avec l'arbre 9, auquel ils transmettent alternativement un mouvement de même am- plitude angulaire que le leur.
L'arbre 9, supporté de part et d'autre par des paliers, transmet sa rotation intermittente, par l'intermédiaire d'un accou- plement 10 et d'un bout d'arbre 11, au pignon de chaîne 12, d'où la chaine 13 actionne à son tour le pignon de chaîne 14, celui-ci entrainant l'arbre 15 de la palette. Le défaut d'uniformité du mouvement de la palette ne pré- sente pour le travail de cette dernière aucun inconvénient.
La commande du mouvement oscillatoire peut, en s'écartant de ce qui vient d'être décrit, être empruntée à tout autre élément du mécanisme, par exemple à une came disposée à la périphérie du tambour de congélation.
De même, l'arbre 9, au lieu de porter les leviers' oscillants 7, peut être pourvu d'une poulie à courroie, entrainée par l'arbre du tambour de congé- lation par une courroie croisée. La commande peut encore être réalisée par un train d'engrenages. On aura recours à la commande par courroie ou par roues dentées lorsque la palette devra tourner à un nombre de tours égal ou supérieur à celui du tambour.
L'arbre 15 de la palette est monté dans un bras 19, encastré dans un bloc de paliers 21, par l'intermédiaire d'un axe perforé 20, qui lui est rigidement relié, et il peut y osciller facilement. Lorsque le bras oscille, l'axe de la palette reste constamment parallèle à celui du tambour de congélation.
Comme on le voit d'après la figure 2, le bras peut osciller d'un angle @ par rapport à la ligne médiane, jusqu'à ce que la palette vienne au contact de la paroi du tambour. Sous l'influence de la pression d'écoulement de la masse de glace sur la palette et du frottement sur la paroi, la palette est pressée contre la paroi du récipient à glace, ce qui assure constamment et sans retard un dégagement facile. Ce fonctionnement est illustré par le triangle des forces en présence. La pression d'écou- lement concentrée dans la force Ps et la résistance au dégagement se décomposent en une force Pal parallele à l'axe et en une force Pnl qui repré- sente la pression sur la paroi du tambour. Cette pression est d'autant plus forte que l'angle @ a été choisi plus petit.
Elle peut ainsi être appropriée aux conditions à remplir lors de la construction de la machine.
Elle sera d'autant plus élevée qu'il y a dans le tambour une plus grande masse de glace et que celle-ci aura pris plus de consistance avec l'intensi- fication de la réfrigération. Cela est désirable,, car l'augmentation de l'effet réfrigérant s'accompagne d'une augmentation de cristallisation et d'adhérence à la paroi du tambour, ce qui nécessite une pression renforcée de la palette.
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Au bras 19 se transmet en outre le moment total de la commande de la palette, ce qui produit une force Pm sur l'axe de cette palette. En décomposant cette force dans la direction de son action, on obtient la force normale Pn2, qui représente également une pression dans le sens voulu. Cette pression est aussi d'autant plus forte que la glace adhère davantage à la paroi. '
La palette peut être construite avec un pas variable. L'hélice s'amorcedans la région inférieure 16, avec un pas relativement court. Ce pas s'allonge, jusqu'à atteindre la verticale en 17. A la partie supérieure de la palette, se raccorde un pas à nouveau plus court et de sens opposé.
Au cours de la rotation de la palette, toutes les parties de la surface de l'enveloppe sont successivement dégarnies. Le principal avantage de la pa- lette réside dans son effet d'agitation. La masse de glace qui se déplace avec le tambour réfrigérant est refoulée énergiquement en dehors, c'est-à- dire vers le haut entre l'axe de la palette et la paroi du tambour,par le pas inférieur 16 de l'hélice, de sorte que la masse de glace, même quand le tambour est peu rempli, se trouve au contact de la paroi jusqu'à un niveau élevé. La partie médiane de l'hélice exerce une poussée en sens opposé, c'est-à-dire vers le bas. Il en résulte un mouvement violent dans le sens indiqué sur la figure 1.
La masse totale de glace est ainsi soumise constam- ment à un mouvement de roulement alternatif et amenée au contact de la sur- face, ce qui assure un mélange parfait et une absorption d'air rapide et régulière. En ce qui concerne le sens de rotation, on doit remarquer que si le pas 16 de l'hélice est à droite, la palette tourne à droite, comme on le voit sur la figure 2, tandis que le tambour tourne en sens opposé, c'est-à- dire à gauche.
Le pas supérieur 18 de sens contraire a pour effet de détacher la masse de glace ou de la refouler vers le bas, avant qu'elle ait atteint le bord supérieur du tambour et déborde. Ce dispositif rend inutile l'adjonc- tion ordinairement nécessaire aux machines à palette rotative, d'un racleur spécial; il permet en outre un remplissage relativement considérable du tam- bour réfrigérant.
L'hélice de la palette peut, entre le pas inférieur et le com- mencement du pas supérieur de sens opposé, comporter un pas intermédiaire uniforme, sans que cela présente d'inconvénient pour l'agitation. Le pas supérieur n'a pas besoin d'être raccordé au pas inférieur opposé, mais il peut y avoir entre leurs points d'amorçage un décalage de 180 par exemple.
La palette peut être enlevée à tout instant, en démontant sim- plement le levier oscillant, ce qui dégage l'accouplement 10 de la commande de la palette.
On peut simplifier la commande et améliorer l'effet de propul- sion en faisant tourner l'hélice à palette avec un plus grand nombre de tours. Il faut veiller toutefois à ce que le nombre de tours de la palette ne soit pas égal à celui du tambour ou à un multiple de ce dernier. On ob- tient ainsi que la palette ne racle pas toujours le même'point de la pa- roi du tambour. Pour permettre à la glace qui se forme sur cette paroi de se prendre pendant un certain temps, le raclage ne doit se produire qu'à intervalle de temps approprié. Il est en outre avantageux qu'à chaque ro- tation du tambour le racleur se décale légèrement, de sorte qu'il ne se détache constamment qu'une aussi petite quantité que possible de la glace qui a fait prise.
Pour cette raison, le nombre de tours de la palette doit être choisi de manière à s'écarter peu du nombre de tours du tambour ou ' d'un multiple de ce dernier. Si par exemple l'écart est de 5 tours par mi- nute, la paroi du tambour sera raclée totalement en une minute, ce qui correspond à un laps de temps d'un cinquième de minute pour la prise de la glace.
Une application avantageuse de la machine décrite se présente lorsqu'on emploie pour la réfrigération la glace sèche (neige d'acide car- bonique). Le tambour réfrigérant peut être dans ce cas, entouré d'un se- cond tambour qui tourne avec lui. L'espace compris entre ces deux tambours
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est refroidi par de la glace sèche, cette glace étant introduite avec une matière porteuse appropriée. Le tambour de congélation peut aussi être re- froidi directement par la glace sèche sans double enveloppe. Dans les deux cas, la construction se trouve simplifiée du fait que le presse-étoupe in- férieur est supprimé. On peut le supprimer également lorsqu'au tambour est adjointe une pièce intérieur cylindrique, ouverte à sa partie inférieure. et s'étendant jusqu'au niveau du liquide dans le réservoir à saumure.
Une autre possibilité de supprimer le presse-étoupe est four- nie par le dispositif de la figure 3. Dans une chambre 32 entourant le tambour de congélation 31 est installé un échangeur de température formé par un ser- pentin réfrigérant 33. L'enveloppe extérieure 34 du réservoir de saumure est pourvu d'une couche isolante 35. La commande de ce tambour de congéla- tion à double enveloppe est réalisée par un arbre qui reçoit un mouvement de rotation d'un moteur 37, par l'intermédiaire d'une transmission à courroie trapézoïdale 38. Le serpentin 33 est fixé à l'armoire frigorifique 39.
La figure 4 montre un réfrigérateur analogue pour glace d'ali- mentation, mais avec cette différence que l'échangeur des températures 41, dans lequel le froid est produit par vaporisation, de l'agent de réfrigéra- tion, se trouve séparé du réfrigérateur 40.
La communication de la chambre à saumure 42 de l'échangeur avec la chambre à saumure 43 est réalisée par les canalisations 44, 45, qui pénè- trent à l'intérieur de la double enveloppe, et dont une extrémité porte une buse d'aspiration 46, tandis qu'à l'autre extrémité 47 agit la pression du liquide tournant avec le réservoir de saumure 43. Pendant la marche, il se produit un effet de pompage, qui refoule le liquide réfrigérant à travers le réfrigérateur.
Les choses se passent de telle façon que la saumure est aspirée par la buse 46. Elle s'élève peu à peu, se réchauffe sur la paroi de la caisse et sort du réservoir à saumure par l'orifice 47. De là, la saumure réchauffée passe dans la chambre de saumure 42 de l'échangeur par la canalisation 45; elle s'y refroidit à nouveau et le quitte par le conduit 45. La chambre de saumure 42 peut être pourvue à sa partie supérieure d'un entonnoir de remplissage 50. La saumure, après remplissage de la chambre 42, s'écoule par les conduits 44, 45, également dans la chambre 43 et chasse l'air des conduits qui, par suite de l'action élévatoire, restent remplis.
Le mouvement de la saumure s'amorce dès que la rotation du tambour agit sur elle. L'agent réfrigérant, venant d'une machine à froid pénètre par le con- duit 48 dans l'échangeur 41, puis le quitte par le conduit 49.
L'agencement de la figure 4 a l'avantage que le volume du ré- servoir tournant de saumure peut être tenu très petit. Malgré cela, la quan- tité totale de saumure n'est pas limitée, de sorte qu'on peut réaliser tout emmagasinage voulu de froid. Au repos, le dégel de la paroi de la caisse peut s'opérer de sorte que seule la petite quantité de saumure contenue dans la chambre 43 a besoin d'être réchauffée. Un avantage résulte aussi de la répartition en couches de la température dans le réservoir rotatif de sau- mure. La température y est basse à la partie inférieure, elle s'élève en cheminant vers le haut, pour atteindre son maximum au sommet.
Ce proces- sus est désirable, car le tambour de congélation est soumis dans sa zone inférieure à l'aspersion la plus intense de la masse de glace, tandis qu'à la partie supérieure le risque d'adhérence de la glace est moindre.