<Desc/Clms Page number 1>
Appareil pour faire avancer une colonne de matière vere le bas à une vitesse uniforme .
La présente invention concerne un appareil pour faire avancer une colonne de matière vers le bas à une vitesse uniforme.
Quand on utilise, dans des procédés de fabrication! des matières solides, par exemple des matières granuleuses ou fibreuses, ou de petites pièces, on les fait généralement avancer à partir de coffres d'emmagasinage ou de trémies
<Desc/Clms Page number 2>
jusqu'à l'appareil de traitement* Ces matières solides peuvent être fournies par gravité à partir des coffres d'emmagasinage ou des trémies,mais il est nécessaire qu'elles soient fournies avec un débit uniforme.
De nombreuses matières solides ne s'écoulent pas librement et il est alors très difficile de les fournir avec un débit uniforme à partir des trémies. Une matière,qui ne s'écoule pas librement, a tendance à former des ponts et à se tasser dans une trémie, et il est alors souvent difficile de la décharger à partir de la sortie deLa trémie sous une forme autre que celle de masses agglomérées. D'autre part, une matière finement divisée forme souvent des ponts temporaire- ment dans une trémie et débouche ensuite brusquement comme un liquide à travers la sortie de la trémie.
On a essayé de faire écouler des matières avec un débit uniforme à partir de trémies, et des dispositions diverses ont été imaginées pour faire vibrer ces trémies, comme par exemple les dispositions représentées dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique t
N 2 246 497 du 24 juin 1941, et N 3 078 015 du 19 février 1963 .
Cependant, il y a de nombreuses matières qu'il est impossible de faire écouler uniformément à partir d'une trémie au moyen d' une disposition simple quelconque connue actuellement, et il était nécessaire, dans le passé, de faire avancer ces matières à la main ou au moyen d'un dispositif coûteux d'alimentation jusqu'aux appareils de fabrication,
Le but principal de la présente invention est de réaliser un nouveau dispositif pour faire avancer vers le bas une colonne de matière avec un débit uniforme. D'autres
<Desc/Clms Page number 3>
buts et avantages particuliers de l'invention apparaîtront au coûte de la description suivante, se référant au dessin annexé qui représente plusieurs modes de réalisation préférés de l'invention..
Le dispositif conforme à la présente invention et destiné à faire avancer vers le bas une colonne de matière avec un débit uniforme, utilise un mouvement vibratoire hélicoïdal, qui comporte une composante verticale et une autre composante constituée par une oscillation autour d'un axe vertical.
Il / est bien connu de communiquer un mouvement vibratoire hélicoïdal constitué par une rigole hélicoïdale le long de laquelle on fait écouler la matière Dans un tel transporteur hélicoïdal) comportant une rigole hélicoïdale soumise à un mouvement vibratoire hélicoïdal, la matière est projetée tangentiellement dans la rigole, à l'extrémité de chaque course hélicoidale montante du mouvement vibratoire .De cette manière, toute matière, contenue dans la rigole hélicoïdale, est propulsée sur une courte distance le long de la rigole, à l'extrémité de chaque course hélicoïdale montante, de telle sorte,.que le mouvement vibratoire hélicoïdal fait avancer progressivement la matière le long de la rigole suivant une direction.
Si'la course montante hélicoïdale est un mouvement dans le sens des aiguilles d'une montre, 1 matière estentraînée dans ce ment le long de la rigole hélicoïdale Inversement, si la course hélicoïdale montante est un mouvement dans le sens Inverse de celui des aiguilles d'une montre, la matière est entraînée le long de la rigole hélicoïdale dans le sens inverse de celui dea aiguilles d'une montre.
Dans un tel transporteur hélicoïdal vibrant, le cens de l'enroulement de la rigole hélicoïdale est généralement
<Desc/Clms Page number 4>
choisi pour entraîner la matière vers le haut le long de la rigole. Cependant, dans quelques cas, la rigole hélicoïdale s'enroule dans le sens opposé, de manière à faire avancer la matière vers le bas, le long de la rigole hélicoïdale, comme on le voit sur les figures 4, 5 et 9 du brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2 658 609 du 10 novembre 1953 .
Dans l'utilisation d'un transporteur hélicoïdal quelconque de ce genre entraînant la matière vers le bas, il est cependant encore nécessaire de faire arriver la matière dans la rigole hélicoïdale à partir d'un coffre ou d'une trémie.
La figure 6 de ce brevet américain n 2 658 609 représente un dispositif au moyen duquel un mouvement vibratoire hélicoï- dal analogue, est transmis à un tambour, pendant le remplia- sage de celui-ci avec une matière solide, dans le but de tasser légèrement la matière pour permettre au tambour d'en contenir une quantité maximale* Dans un dispositif conforme à la présente invention, une colonne de matière est entraînée vers le bas, avec un débit uniforme, pendant qu'elle est contenue dans un récipient soumis à un mouvement vibratoire hélicoïdal Ce récipient, faisant partie du dispositif conforme à l'invention,
se rétrécit vers le bas et vers l'intérieur* four obtenir les meilleurs résultats, il faut que.!.'inclinaison moyenne des parois latérales de ce récipient, à partir de l'extrémité inférieure d'une colonne de matière remplissant le récipient jusqu'à l'extrémité supérieure de la colonne de matière, ne soit pas inférieure à 25 et ne dépasse pas 75 par rapport à la verticale.
L'effet principal du mouvement vibratoire hélicoïdal! du récipient, dans un dispositif conforme à l'invention, est de
<Desc/Clms Page number 5>
faire écouler la. matière en spirale vers le haut le long des parois latérales inclinées du récipient. On peut expliquer, comme suit, la raison pour laquelle se produit cet écoulement en spirale de la matière vers le haut, le long des parois latérales inclinées du récipient. Chaque fois que le récipient atteint l'extrémité inférieure de sa course vibratoire hélicoïdale, il inverse rapidement son mouvement et commence sa course hélicoïdale vers le haut.
L'effet de cette Inversion rapide du mouvement du récipient, à l'extrémité inférieure de sa course vibratoire hélicoïdale, est de propulser fortement dans une direction hélicoïdale, vers le haut, la matière se trouvant sur les parois latérales inclinées du récipient.
Ensuite, quand le récipient atteint l'extrémité supérieure de sa course vibratoire hélicoïdale, la matière, qui se trouve sur les parois latérales inclinées du récipient et qui a été propulsée dans une direction hélicoïdale montante est en réalité libérée ou projetée librement à partir des parois . latérales inclinées, pendant que le récipient termine son mouvement hélicoïdal vers le haut et commence son mouvement hélicoidal vers le bas. Les particules de matière, se trouvant sur les parois latérales inclinées du récipient, sont ainsi projetées tangentiellement vers'le haut, à l'extrémité du mouvement hélicoïdal du récipient vers le haut.
Le résultat général de ces mouvements successifs, dirigés vers le haut . et tangentiels, des particules de matière, se trouvant sur les parois latérales inclinées, mouvements qui se produisent à la fin des mouvements hélicoïdaux successifs du récipient vers' le haut, est un écoulement général en spirale de la matière remontant le long des parois latérales inclinées.
<Desc/Clms Page number 6>
Dans un dispositif conforme à l'invention, le récipient,qui. est soucia à un mouvement vibratoire hélicoïdal, comporte une sortie pour décharger la matière à l'extrémité inférieure de la colonne de matière contenue dans le récipient.
Par suite de la décharge de la matière à partir de la sortie du dispositif, à l'extrémité inférieure de la colonne de
Matière contenue dans le récipient, un écoulement secondaire de la matière vers le bas, c'est-à-dire vert le centre du récipient et vers sa sortie, se superpose à l'écoulement primaire en spirale de la matière remontant le long des parois latérales inclinées du récipient.
Ainsi, bien que l'écoulement primaire de la matières dans un dispositif conforme à l'invention, consiste en un écoulement en spirale montant le long des parois latérales inclinèes du récipient soumis à une vibration hélicoïdale, le dispositif a pour effet global de faire avancer vers le bas avec un débit uniforme la colonne de matière contenue dans le récipient, parce qu'un courant secondaire de la matière est produit vers le bas, c'est-à-dire vers le centre du récipient, par la présence de l'ouverture de sortie se trouvant à l'extré- mité Inférieure de la colonne de matière contenue dans le récipient.
Le courant primaire en spirale de matière, montant le long des parois latérales inclinées du récipient, dans un dispositif conforme à l'invention, joue un rôle très inportant, car il tend constamment à faire dilater les couches périphériques!' de la matière sur les côtés du récipient, puisque ces couches sont soumises à l'action du mouvement vibratoire hélicoïdal du récipient.
Ce mouvement constant en spirale et la dilatation des couches périphériques de la matière contenue dans le récipient
<Desc/Clms Page number 7>
empêchent la matière de se tasser ou de se bloquer, en partiou- lier au fond du récipient, où se produirait probablement un blocage en l'absence de ce mouvement en spirale* En même temps, il est impossible qu'un pont de matière se forme dans le montant récipient, parce que le mouvement en spirale de la matière sur les parois latérales inclinées du récipient ferait écrouler les fondations d'un tel pont quelconque,
La circulation systématique, que l'on vient dé décrire, et qui se produit dans une colonne de matière, contenue dans un dispositif conforme à l'invention, empêche toute agglo- mération de la matière et oblige celle-ci à se décharger avec un débit uniforme,
apartir de la sortie située à l'extrémité inférieure de la colonne de matière. Le résultat final obtenu est le mouvement de la colonne de macère vers lebas, avec un débit uniforme.
La circulation, produite ainsi pour la matière dans un dispositif conforme à l'invention, est tout à fait différente du mouvement communiqué à lamatière dans les trémies vibrantes connues, comme par exemple dans la trémie conique vibrante représentée dans le brevet américain n 2 246 497 mentionné plus haut. La vibration de la trémie conique, représentée dans ce brevet américain n 2 246 497, oblige simplement la matière de la trémie à se déposer progressivement vers l'ouverture de sortie se trouvant au fond de la trémie.
Pendant que la matière se dépose dans la trémie conique vibrante conforme à ce brevet, elle a tendance à se comprimer, puisque la largeur de la trémie va en diminuant vers le fond de celle-ci
Ainsi, des troubles de fonctionnement se produisent du fait que la matière se bloque au fond de la trémie conique vibrante représentée dans ce brevet américain N 2 246 497
<Desc/Clms Page number 8>
déjà mentionné. D'autres trémies vibrantes ont été construites avec des parois latérales verticales, comme par exemple cille représentée dans le brevet amencain ne 3 078 015 déjà mentionné, mais elles n'ont pas résolu le.problème de la décharge de la matière, sans blocage, à partir d'une ouverture de sortie relativement petite.
Ce problème est résolu par le dispositif conforme à la présente invention, car ce dispositif utilise un récipient, qui se rétrécit vers une ouverture de sortie, formée au fond, et qui crée un courant primaire en spirale de la matière vers le haut des parois latérales inclinées du récipient,
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2 827 062 du 18 mars 1 9 5 8 , décrit un transporteur hélicoïdal, qui est soumis à un mouvement vibratoire hélicoïdal et qui comprend un récipient central d'alimentation participant à ce mouvement vibratoire hélicoïdal. Cependant, le récipient central d'alimentation, représen é dans ce brevet américain n 2 827 062, a essentiellement la forme d'une longue conduite verticale.
Malgré le mouvement vibratoire hélicoïdal de cette longue conduite verticale, la matière ne reçoit qu'un mouvement de rotation faible ou non progressif par rapport à la conduite , en particulier dans le cas d'une matière ne s'écoulant pas librement et que concerne précisément la présente invention.
En réalité, le mouvement de la matière, dans le récipient central d'alimentation représenté dans oe brevet américain n 2 827 062, consiste essentiellement en un dépôt progressif de la matière, comme dans les trémies vibrantes connues.
Sur le dessin annexé t
La figure 1 représente en plan un mode de réalisation préféré du dispositif de la présente invention,
<Desc/Clms Page number 9>
La figure 2 est une vue en élévation du dispositif représenté sur la figure 1.
La figure 3 est un graphique montrant le mouvement qui peut être communiqué à une particule de matière dans le dispositif.
La figure 4 représente en perspective un autre mode de réalisation du dispositif de l'invention.
La figure 5 représente en plan la base du dispositif représente sur la figure 4.
La figure 6 est une vue partielle en élévation à une échelle réduite et avec une coupe partielle,du dispositif représenté sur la figure 4.
La figure 7 est une coupe verticale partielle d'un autre modo de réalisation*
Le dessin annexé et la description qui va suivre ne sont que des exemples et ne limitent en aucune manière le domaine d@ l'invention.
Le dispositif représenté sur les figures 1 et 2 comprend une trémie 10, se présentant sous la forme d'un tronc de cône et comportant quatre consoles de montage 11. Chaque console 11 est montée sur un support fixe 12 par l'intermédiaire d'un sac flexible en caoutchouc 13, contenant del'air et un liquide sous pression. Ces sacs flexibles en caoutchouc supportent, élastiquement la trémie et lui donnent un degré limité de liberté dans toute les directions.
Il est possible d'utiliser, à la placedes sacs flexibles 13 en caoutchouc, un autre type quelconque de montage laissant à la trémie un degré limité de liberté. On peut par exemple suspendre ou supporter la trémie sur des ressorts. Les sacs en caoutchouc 13 sont avantageux, parce
<Desc/Clms Page number 10>
qu'ils fournissent une,action d'isolation et d'amortissement, qui réduit au maximum la transmission des forces vibratoires à un bâtiment ou à une autre structure contenant la trémie.
La trémie, représentée sur la figure 2, comporte à son extrémité inférieure une courte partie cylindrique 14, qui est ouverte dans son fond pour permettre la décharge de la matière. Pour, permettre de régler le débit d'écoulement de la matière en dehors de la trémie, on monte un déflecteur conique 15 sur une tige filetée 16, qui passe à travers un support 17 en forme d'U, fixé sur la partie cylindrique 14, et qui est fixée sur ce support d'une manière réglable.
La trémie tronconique 10 constitue un mode de réalisation préféré du récipient mobile, qui doit contenir une colonne de matière entraînée vers le bas( cependant, on peut utiliser des récipients mobiles d'un autre type. En tout cas, les parois latérales du récipient mobile convergent vers le bar et vers l'intérieur.
Il n'est pas nécessaire que les parois latérales du comme récipient mobile possèdent une inclinaisonn uniforme,/dans la trémie représentée sur la figure 21 elles peuvent avoir au contraire une inclinaison variable, comme par exemple celles des trémies décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 071 297 du ler janvier 1963 .
Dans un dispositif conforme à la présente invention, le récipient mobile est muni d'un mécanisme destiné à lui donner un mouvement vibratoire hélicoïdal, comportant une composante verticale et une autre composante consistant en un mouvement oscillant du récipient autour de son axe vertical. Dans le dispositif représenté sur les figures 1 et 2, ce mécanisme comprend deux moteurs électriques 18, qui sont fixés sur les
<Desc/Clms Page number 11>
cotés opposés de la trémie 10, et dont chacun est renfermé dans un carter 19 hermétique. L'arbre 20 de chacun des deux moteurs 18 est chargé excentriquement, à ses deux extrémités par deux masses 21, fixées sur cet arbre.
Les moteurs 18 tournent dans le même sens; ils sont entraînés par exemple tous les deux dans le sens des aiguilles d'une montre (si on les regarde par le dessus). Dès que les moteurs 18 ont démarré, ils se verrouillent mutuellement en synchronisme, de manière que toutes les masses 21 soient en phase, c'est-à-dire qu'elles soient dirigées toutes vers l'intérieur, c'est-à-dire vers l'axe vertical de la trémie, à un même instant, et qu'elles soient dirigées toutes vers l'extérieur, du coté opposé à l'axe vertical de la trémie, à un même instant. Les masses 21 étant @insi en phase, elles produisent pendant chaque tour complet des arbres 20, d'abord un couple tendant à faire tourner la trémie dans un premier mens* puis un autre couple tendant à faire tourner la trémie dans le sens opposé.
Ainsi, pendant chaque tour complet des arbres 20 des moteurs, la trémie 10 exécute une oscillation complète sur son axe vertical.
Les arbres 20 des moteurs sont inclinés suivant des angles égaux et opposés par rapport à un plan passant par l'axe vertical de la trémie et par les points médians des deux arbres des moteurs, A cause de cette Inclinaison des arbres des moteurs, chaque rotation complète de ces arbres ne produit pas seulement une oscillation complète de la trémie, autour de son axe vertical, mais aussi une course alternative verticale complète de la trémie.
La résultante de cette combinaison d'un mouvement oscillant et d'un mouvement vertical alternatif de la trémie est un mouvement vibratoire hélicoïdal de celle-ci ,
<Desc/Clms Page number 12>
On peut utiliser, à la place du mécanisme représenté sur les figures 1 et 2, un autre mécanisme désiré quelconque, pour donner un mouvement vibratoire hélicoïdal au récipient mobile du dispositif conforme à l'invention. D'autres mécanismes variés et connus peuvent communiquer un tel mouvement et sont d'ailleurs utilisés pour entratner les transporteurs à mouvement vibrant hélicoïdal.
Pour que les sacs flexibles 13 en caoutchouc puissent accomplir leur fonction, consistant à réduire le plus possible la transmission des forces vibratoires à la fondation de support du dispositif, il faut de préférence que la fréquence naturelle' du système, constitué par le, sacs flexibles 13 en caoutchouc et par la masse que supportent ces sacs, soit sensiblement inférieure à la fréquence suivant laquelle vibre la trémie 10 sous l'action des moteurs 18.
La figure 3 montre comment une particule, reposant sur la paroi latérale inclinée de la trémie 10, est propulsée pendant le mouvement hélicoïdal montant de la trémie. La ligne PL-PR représente le trajet du mouvement vibratoire d'un point, situé sur la pardi latérale, intérieure et inclinée de la trémie 10.
Bien que le trajet du mouvement vibratoire soit en réalité hélicoïdal, ce trajet est représenté sur la figure 3 en projec - tion sur un plan vertical, de telle sorte qu'il se présente comme une ligne droite sur cette figure,
Puisqu'un point de la paroi latérale inclinée de la trémie 10 se déplace sur le trajet PL-PR de la gauche vers la droite, pendant le mouvement vibratoire de la trémie, une particule de matière, reposant en ce point sur la paroi latérale de la trémie, a tendance à se déplacer sur le même trajet.
Cepen- dant, quand la trémie se rapproche de l'extrémité supérieure de
<Desc/Clms Page number 13>
on mouvement; vibratoire, son mouvement vers le haut est soumis à une décélération, Si la décélération du mouvement .
. de la trémie vert le haut est assez importante, par rapport à l'accélération vers le bas imposée par la pesanteur 'une particule reposant sur la paroi latérale de la trémie, celle-ci.
N'arrête si rapidement, à l'extrémité supérieure de son mouvement vibratoire, que la force de pesanteur, agissant sur " la.particule, ne peut pas la maintenir eh contact avec la paroi latérale de la trémie, et que la particule devient en réalité un projectile se déplaçant sur une trajectoire telle que celle indiquée en T sur la figure 3.
Bien que le trajet PL-PR du mouvement vibratoire. soit en réalité un trajet hélicoïdal, la trajectoire T est tangentielle, en ce sens qu'elle se trouve dans un plan vertical tangent à l'hélice PL-PR au point PI (point où la particule quitte la surface de la paroi latérale inclinée de la trémie pendant le mouvementhélicoidal montant de celle-ci).
La figure 3 est un graphique de vecteurs dans lequel le vecteur d représente la décélération de la trémie à l'instant: où un point de la paroi latérale de la trémie se trouve dans la position PI. Ce vecteur d peut être décomposé en une composante verticale dv et en une composante horizontale dh.
L'inertie d'une particule de matière, reposant en PI sur la paroi latérale de la trémie, tend à maintenir la particule en mouvement sur une ligne droite dans le sens et avec la vitesse du déplacement de la particule au point PI. Ainsi, la composante horizontale dh est la composante de la décelé* ration d , qui permet à l'inertie de la particule de'faire glisser celle-ci vers l'avant le long de la paroi latérale de la trémie, tandis que la composante verticale dv est la
<Desc/Clms Page number 14>
composante de la décélération d ,qui permet à l'inertie de v j la particule de soulever celle-ci enl'éloignant de la paroi latérale de la trémie.
Dans le cas représenté sur la figure 3, la composante verticale dv de la décélération d de la trémie, à l'instant où la particule se trouve dans la position PI, est égale à l'accélération g produite vers le bas par la pesanteur sur la particule En d'autres termes, d sinx est égal à g. Ainsi, lu pression exercée par la particule contre la paroi latérale de la trémie est nulle dans la position PI, Ensuite, quand la trémie continue à se déplacer vers le haut dans.son mouvement vibratoire, sa décélération augmente jusqu'au moment où elleatteint une valeur maximale, quand la trémie atteint l'extrémité supérieure de sa course.
En conséquence, quand la particule a dépassé la position PI, l'accélération produite vers le bas par la pesanteur n'oblige pas la particule à rester en contact avec la paroi latérale de la trémie.
Dans le cas représenté sur la figure 3, les conditions sont telles que la particule, après avoir dépassé la position PI, se déplace suivant la trajectoire T et l'impact de la particule sur la paroi latérale de la trémie, dans la position QL, se produit à l'instant où la trémie, dans laosition QL, se produit à l'intant où la trémie atteint l'extrémité inférieure de son mouvement inverse.
Immédiatement après que la particule a frappé la paroi latérale de la trémie , dans la position QL, elle reste sur cette paroi latérale, pendant que la trémie exécute la partie initiale de son mouvement ascendant suivant, et elle est soumise.à des forces analogues à celles auxquelles elle était soumise pendant la course précédente, de telle sorte qu'elle suit un trajet
<Desc/Clms Page number 15>
indiqué sur la figure 3 et analogue au trajet qu'elle suivait précédemment à partir de la position PL jusqu'à la position
QL. Dans le cas représenté sur la figure 3, on suppose qu'il n'y a ni rebondissement, ni glissement de la particule sur la paroi latérale de la trémie.
La composante verticale de la décélération maximale, qui est atteinte à l'instant où. la trémie arrive à l'extrémité supérieure de sa course, peut être calculée en cm/sec/sec à partir de l'expression dvmax = 19,74 f2. sv dans laquelle f est la fréquence des vibrations en cycles par seconde et sv est la composante verticale en cm de la course (égale par exemple à PL-F sinx)
L'explication précédente du graphique de vecteurs représenté sur la, figure 3 montre qu'une particule, reposant sur la paroi latérale de la trémie, ne quitte pas cette paroi ' pendant le mouvement vibratoire de la trémie vers le haut, à moins que dvmax soit plus grand que g.
D'ailleurs il ' n'est pas nécessaire qu'une particule, reposant sur la paroi latérale de la trémie, quitte réellement cette paroi, quand la trémie Se rapproche de l'extrémité supérieure de son mouve- ment vibratoire, parce que les particules , reposant sur la paroi latérale de la trémie, glissent quand la décélération de la trémie .se rapproche de sa valeur maximale, près de l'extrémité supérieure de son mouvement vibratoire,. Ce glissement se produit quand la trémie se rapproche de l'extrémité supé- rieure de son mouvement vibratoire, du fait que l'inertie des - particules a tendance à les maintenir en mouvement avec une vitesse constante.
Quand la trémie se rapproche de l'extré- mité supérieure de son mouvement vibratoire, sa vitesse décrof
<Desc/Clms Page number 16>
rapidement, et les particules ont tendance à conserver leur vitesse et leur sens de déplacement, et par conséquent à glisser vers l'avant, pendant la décélération du mouvement de la trémie.
Il faut remarquer aussi que la décélération de la trémie, quand celle-ci se rapproche de l'extrémité supérieure de sa course, tend à contrebalancer la pesanteur et par conséquent à réduire la pression des particules contre la paroi latérale de la trémie, en diminuant ainsi le frottement et en permettant aux particules de glisser vers l'avant le long de la paroi latérale de la trémie.
D'autre part, pendant la seconde moitié de la course descendante de la trémie, la décélération de celle-ci s'effectue dans le sens opposé et augmente par conséquent la pression exercée par le poids des particules contre la paroi latérale de latrémie. Ainsi, les particules qui peuvent glisser vers l'avant, au voisinage de l'extrémité de la course montante de la trémie, sont maintenues fortement' contre la paroi latérale de la trémie, au voisinage de l'ex- trémité inférieure de la course, et ne peuvent pas glisser vers l'arrière sous l'action des forces auxquelles elles sont soumises à ce moment.
Le glissement des particules vers l'avant auquel elles sont soumises sur la paroi latérale de la trémie, au voisinage de l'extrémité de la course montante, est permis, tandis que le glissementvers l'arrière est empêché, au voisinage de l'extrémité inférieure de la course, et il est obtenu même quand la décdération de la trémie n'est pas assez grande pour permettre aux particules de se déplacer dans l'air sur une trajectoire telle que la trajectoire T représentée sur la figure 3.
<Desc/Clms Page number 17>
Pour obtenir les meilleurs résultats, l'angle x doit être égal au moins à 5 . La marge préférée pour cet angle x est comprise entre 10 et 30 . Cependant, cet angle x peut atteindre 40 , et même dans certaine cas 80 . En tout cas, l'angle x est un angle aigu.
La fréquence des vibrations de la trémie ne dépasse pas de préférence 2 000 cycles par minute, c'est-à-
1 dire 33 3 cycles par seconde. Dès que la fréquence des vibrations et l'angle x ont été établis, la longueur de course nécessaire pour réaliser l'accélération maximale désirée peut être déterminée par l'expression mathématique indiquée plus haut. On peut obtenir la longueur désirée de la course en aisant varier les dimensions et l'excentricité des masses 21, Cependant, pour produire le mouvement vibratoire hélicoïdal désiré, il faut que les quatre masses 21 aient toutes les marnes dimensions et la même excentricité.
Pour obtenir les meilleurs résultats, dans la mise en, .oeuvre pratique de l'invention, il est désirable que la composante verticale de l'accélération maximale de la trémie soit au moins aussi grande que l'accélération de la pesanteur, qui est égale normalement à environ 981 cm/sec./ sec. La longueur de course, nécessaire pour .réaliser une, accélération maximale donnée de la trémie, augmente quand la fréquence des vibrations diminue.
La trémie d'un dispositif conforme à l'invention vibre de préférence à une fréquence relativement faible, avec une course relativement longue. Cette course, mesurée sur le bord supérieur de la trémie, est comprise entre 4,8 mm et 25,4 mm. Par exemple, la trémie peut vibrer avec une course de 9,5 mm, à une fréquence pouvant s'élever
<Desc/Clms Page number 18>
jusqu'à 1 200 cycles par minute et pouvant s'abaisser jusqu'à 400 cycles par minute. Avec des moteurs électrique* tournant à une 'Vitesse de 900 t/mn, la Course est comprise de préférence entre 4,8 mm, 6,35 mm
L'effet primaire du mouvement vibratoire hélicoïdal de la.
trémie 10, mouvement représenté sur la figure 3, est de produire un écoulement général en spirale de la matière vers le haut, sur les parois latérales inclinées de la trémie. Cet écoulement montant en spirale de la matière, sur les parois latérales Inclinées de la trémie, tend à élever le niveau de la matière, près des parois latérales, sensiblement au-dessus du niveau de la matière se trouvant dans la partie centrale de la trémie 10, comme le montre la.ligne en pointillé de la figure 2. En même temps* le niveau de la matière, dans la partie centrale* de la trémie, est encore abaissé par la décharge de la matière au fond de la trémie.
Cette décharge de la matière superpose à l'écoulement primaire en spirale, sur les parois latérales de la trémie, un écoulement secondaire descendant de la matière, vers le centre de la trémie.
L'écoulement de matière, produit conformément à la présente invention par la superposition d'un courant secondaire descendant au courant primaire montant en spirale est d'un type unique, indiqué par des flèches sur la figure 1;
ce courant combiné est sans précédent dans la technique du transport des matières solides ou de la décharge des matières solides à partir d'unetrémie. Ce courant unique en songenre, réalisé conformément l'invention peut être considéré comme un courant tourbill onnaire Induit Le tourbillon Induit, produit par le dispositif conforme à
<Desc/Clms Page number 19>
l'invention, ressemble au tourbillon naturel qui se produit souvent spontanément dans un réservoir de liquide, quand le liquide est déchargé par gravité à travers une ouverture de sortie, Cependant, un tel tourbillon naturel ne se produit pas spontanément dans une matière solide, déchargée par gravité à travers un orifice de sortie, La formation d'un tourbillon dans un liquide,
déchargé par un orifice de sortie, est désavantageuse en ce sens qu'elle retarde en réalité la 4 décharge du liquide. Au contraire, le tourbillon Induit, réalisé dans la mise en oeuvre pratique de l'invention, est extrêmement avantageux, car il permet de réaliser avec un débit uniforme le mouvement de différentes matières, qu'il était difficile jusqu'à présent de déplacer et qu'il étai impossible de déplacer avec un .'ébit uniforme. Comme on l'a expliqué précédemment, le mouvement tourbillonnaire, engendré dans le dispositif conforme à l'invention, permet de décharger une matière par gravité, régulièrement et rapidement, sans que cette matière se tasse, se bloque, forme des ponts on s'agglomère.
Les matières, que l'on peut déplacer avec succès grâce à la présente invention, comprennent en particulier les matières collantes, qui tendent à. les matières plastiques à consistance de Mastic, l'argile, le sable humide les copeaux, les fibres et les tiges relativement longues.
Le mouvement tourbillonnaire Induit de la matière, dans un dispositif confirme à l'invention, présente un autre avantage du fait qu'il exerce une action très efficace de nettoyage et que le dispositif se nettoie donc lui-même automatiquement.
<Desc/Clms Page number 20>
Pour régler le débit de l'écoulement de la matière, à travers l'orifice de sortie du récipient du dispositif de l'invention, on peut utiliser un type désiré quelconque de vanne ou de distributeur, Cependant, il est préférable d'utiliser un déflecteur central conique, comme celui indiqué sur la figure 2. Ce déflecteur central conique 15 contribue à maintenir la matière en circulation dans la partie inférieure de la trémie 10. Le mouvement vibratoire hélicoïdal du cône 15 tend à induire un écoulement en spirale delà matière reposant sur oe cône, mais, dans ce cas, l'écoulement en spir ale, induit par le mouvement vibratoire hélicoïdal, est un écoulement des- cendant et non un écoulement montant sur la surface inclinée du cône.
En tout cas, l'action combinée du cône 15 et de la trémie 10 a pour effet de maintenir un écoulement circulaire de la matière autour du cône. On a obtenu ainsi d'excellents résultats au point de vue du maintien à une valeur constante du débit de décharge de la matière à partir de la trémie.
Le volume de la trémie, représentée sur les figures 1 et 2, est compris normalement à peu près entre 0,4 et 17 m3.
Le dispositif, représenté sur les figures 4, 5 et
6, comprend une trémie 22, supportée sur des montants verticaux
23 qui s'étendent à partir d'une plate-forme circulaire 24, Une série de blocs 25, dont chacun comporte un support coudé et incliné 26, sent'fixés sur la face supérieure de la plate-forme 24 et s'étendent autour de celle-ci, Les extrémités supérieures de deux lames-ressorte 27 sont serrées sur chaque support incliné 26 au moyen de deux plaques de serrage 28, Les extrémités infé- rieures de chaque paire de lames-ressorts sont serrées, au moyen de deux autres plaqu.s analogues de serrage 29, sur un autre
<Desc/Clms Page number 21>
support incliné 30, fixé sur la base 31 de la machine.
Les lames-ressorts 27, qui peuvent être constituée* par une matière élastique appropriée, par exemple par de l'acier ou par un stratifié de fibres de Terre, constituent l'unique support de la plate-forme circulaire 24 et dela trémie 22.
Deux paliers 32 sont montée sur la base 31 et supportent un arbre rotatif d'entraînement 33. Cet arbre est entraîne par une poulie 34 fixée sur lui et entraînée elle- même au moyen d'un moteur 35, entraînant une courroie 36 et monté sur la base 31. Chaque extrémité de l'arbre d'entraînement 33 comporte un prolongement excentré 37 à diamètre réduits sur lequel tourillonne une extrémité d'une bielle 38.L'autre extrémité de chacune des bielles 38 est articulée sur une tige 39, fixée dans deux plaques 40. Chaque paire de plaques 40 est fixée sur un support 41, fixé lui-même sur le dessous de la plate-forme circulaire 24.
Les bialles 38 transforment le mouvement rotatif de l'arbre d'entraînement 33 en un mouvement vibratoire de la plate-forme circulaire 24 et de la trémie 22. Les lames-ressorts 27, qui supportent la plate-forme 24,fléchissent pendant ce mouvement vibratoire et déterminent le trajet de ce mouvement vibratoire de la plate-forme 24 et de la trémie 22. Du fait que , les lames-ressorts 27 sont inclinées par rapport à la verticale, le mouvement communiqué à la plate-forme 24 et à la trémie 22 est un mouvement vibratoire hélicoïdal, analogue au mouvement vibratoire hélicoïdal de la trémie 10 représentée sur les figures 1 et 2.
Ainsi, le fonctionnement du dispositif représente sur la figure 4 est analogue à celui du dispositif représenté sur la figure 2, bien que ce premier dispositif utilise, pour
<Desc/Clms Page number 22>
produire le mouvement vibratoire hélicoïdal, un mécanisme différent de celui du second dispositif de la figure 2.
Pour réduire le plus possible la transmission des forces vibratoires à un bâtiment, dans lequel est monté le dispositif de la figure 4, on munit la base 31 de supporte de montage 42 reposant sur des blocs flexibles 43 en caoutchouc, qui sont montés eux-mêmes sur de plaques 44, supportées par un plancher en béton ou par une autre fondation*
Le dispositif de la figure 4 comporte un appareil supplémentaire pour faciliter la décharge de la matière. Cet appareil supplémentaire comprend une sorte de bassine 45, qui est fixée sur des manchons 46 entourant les montants 23. Des vis 47 fixent les manchons 46 et la bassine 45 à une hauteur réglable sur les montants 23.
Pour contribuer à guider la matière déchargée à partir de la trémie 22, le fond de la bassine 45 comporte une convexité conique centrale 48, sur laquelle est fixé un montant central 49. Un manchon 51 est fixé à une hauteur réglable sur le montant 49 au moyen d'une vis 50; sur ce manchon est fixé un disque 52, dont le rôle correspond à celui du déflecteur conique 15 représenté sur la figure 2.
La matière déchargée en dehors de la trémie 22 est entraînée vers le haut au moyen d'une étagère 53, qui est sensiblement perpendiculaire à la paroi latérale inclinée de la bassine 45 et qui s'étend en spirale vers le haut à partir du fond de celle-ci. Le mouvement vibratoire hélicoïdal de l'assemblage oblige la matière déchargée en dehors de la trémie 22, à se déplacer en spirale vers le haut le long de l'étagère 53,jusqu'à ce qu'elle s'écoule à travers un couloir de décharge 54 .
<Desc/Clms Page number 23>
Le disque central 52 contribue, comme le déflecteur conique 15 de'la figure 2, à maintenir la matière en circula- tion dans la partie inférieure de la trémie. Sous l'action du mouvement vibratoire hélicoïdal du disque 52, les particules. reposant sur ce disque, se déplacent en spirale vers l'extérieure dans la direction de la périphérie du disque,
La partie saillante conique 48 du fond de la bassine 45 participe aussi au mouvement vibratoire hélicoïdal et exerce par conséquent une action analogue à celle du déflecteur conique 1$ de la figure 2.
Les particules de la \ matière se déplacent en spirale vers le bas de la surface de la ! ' partie conique 48 et sont ainsi guidées jusquesur l'étagère 53.
Le mouvement vibratoire hélicoïdal de la bassine 45 oblige la matière, se trouvant en dessous de la partie la plus basse de l'étagère en spirale 53, à se déplacer dans levons inverse de celui des aiguilles d'une montre autour de la partie conique '
48, jusqu'à ce qu'elle pénètre dans la partie la plus basse de l'étagère 53.
Puisque les blocs en caoutchouc 43 du dispositif de la figure 4 correspondent, an point de vue du fonctionnement$ aux sacs flexibles 13 en caoutchouc du dispositif de la fig.2, lafréquence naturelle du système, constituée par les blocs flexibles 43 en caoutchouc etpar la masse supportée par ces blocs, est de préférence sensiblement inférieure à la fréquence des vibrations de la trémie 22.
D'autre part, 11 est désirable que la fréquence naturelle du système, constitué par les lames-ressorts 27 et par la masse qu'elles supportent (y compris une charge normale de matière contenue dans la trémie 22), soit la même que la fréquence avec laquelle la trémie 22 vibre quand le moteur 35
<Desc/Clms Page number 24>
tourne à sa vitesse normale, de façon que le dispositif puisse fonctionner avec une consommation minimale d'énergie.
La trémie 22 vibre d'une manière positive sous l'action des bielles 38, de telle sorte que l'amplitude de ses vibrations est fixe et n'est pas affectée par une variation quelconque de la quantité de matière qu'elle contient.
On a fait fonctionner avec succès un dispositif du type représenté sur la figure 4; dans oe dispositif, la trémie avait un volume de 0,6 m'et ses vibrations s'effectuaient avec une amplitude de 9,5 mm et une fréquence comprise entre 525 et 1 000 cycles/un. On a utilisé ce dispositif pour faire avancer une matière fibreuse à grande teneur en humidité, avec un débit constant qui atteignait 0,14 m3 par minute.
Le débit de décharge de la matière parte couloir 54 reste constant tant que la vitesse du moteur 35 est elle-même constante; on peut faire varier ce débit, pendant le fonctionnement du dispositif, en modifiant la vitesse de rotation du moteur 35. On obtient le rendement maximal, quand la vitesse du moteur.35 en tours/mn est égale à la fréquence naturelle du système constitué par les ressorts 27 et par la masse qu'ils supportent, Même quand la matière est déchargée par le couloir 54 avec un débit relativement faible, la matière, contenue dans la trémie 22, continue à circuler pendant .les vibrations de la trémie et ne se tasse pas dans celle-ci.
La figure 7 représente une variante, dans laquelle la trémie 55,soumise à des vibrations hélicoïdales, constitue le fond d'un réservoir 56 disposé au-dessus. Dans ce cas, la trémie 55 comporte une partie supérieure cylindrique 57, qui se télescope sur l'extrémité inférieure du réservoir 56.
Pour réaliser un joint étanohe à la.poussière, on serre
<Desc/Clms Page number 25>
l'extrémité inférieure d'un manchen flexible 58, au moyen d'une bande 59, contre l'extérieur de la partie cylindrique 57 et. on serre son extrémité supérieure, au moyen d'une bande analogue 60, contre un rebord 61 formé sur la paroi extérieure du réservoir 56,
Dans le dispositif de la figure 7, la trémie 55 et le réservoir 56 sont remplis avec la matière que l'on veut déplacer vers le bas. Le mouvement vibratoire hélicoïdal de la trémie 55 fait monter une partie 62 de la matière dans l'espaoe compris entre la partie cylindrique 57 et l'extrémité Inférieure du réservoir 56.
La matière entourée par le réservoir 56, n'est pas soumise à l'action du mouvement vibratoire hélicoïdal de la trémie 55, de telle sorte que la surface de la matière 62, entre la partie cylindrique 57 et l'extrémité Inférieure du réservoir 56, peut être considérée comme l'extrémité supérieure d'une colonne de matière remplissant la trémie mobile 55.
Pendant le fonctionnement du dispositif représenté sur la figure 7, l'écoulement de la matière dans la trémie 55 est sensiblement le même que l'écoulement de la matière dans la trémie 10 des figures 1 et 2, et la matière descend constamment du réservoir 56 dans la trémie 55. Ainsi, dans le dispositif de la figure 7, la trémie 55 est maintenue constam- ment pleine de matière.
Dans le dispositif de la figure 7, la matière, descendant à partir du réservoir 56, exerce une certaine pression sur la matière remplissant la trémie 55. Cette pression additionnelle peut provoquer une dépense additionnelle d'énergie pour produire le mouvement vibratoire hélicoïdal de la trémie 55. Il est désirable que le mouvement vibra-
<Desc/Clms Page number 26>
toire hélicoïdal, communiqué à la trémie 55, possède une amplitude relativement grande et une accélération maximale); dont la composante verticale est plus grande que l'accéléra- tion de la pesanteur, afin d'imprimer un mouvement relative- ment vigoureux à la matière contenue dans la trémie.
Quand le mouvement vibratoire hélicoïdal de la trémie 55 possède une accélération maximale, dont la composante verticale est plus grande que l'accélération de la pesanteur, la trémie 55 est en réalité secouée librement, comme si elle 1 était vide de matière, chaque fois qu'elle inverse rapidement la direction de son mouvement à l'extrémité supérieure de sa course. Cette action est facilitée par le fait que les parois latérales de la trémie 55 sont inclinées, et non 'verticales.
Ces secousses libres de la trémie 55, à l'extré- mité supérieure de chaque course de vibration, permettent à la trémie d'exercer une nouvelle action de préhension sur la matière, à l'extrémité inférieure de chaque course, de telle sorte que le mouvement vibratoire hélicoïdal de la trémie maintient en rotation la matière qu'elle contient.
Une caractéristique Importante du dispositif de la figure 7 réside dans le fait que les parois latérales du récipient, soumis à des vibrations hélicoïdales, présentent une Inclinaison notable à partir de l'extrémité intérieure de la colonne de matière, remplissant le récipients jusqu'à l'extrémité supérieure de cette colonne en 62.
Grâce à cette caractéristique, il est possible d'utiliser la puissance disponible pour donner le mouvement désiré à la masse tout entière de la matière remplissant la trémie 55, Au contraire, le récipient, auquel un mouvement vibratoire helicoïdal est communiqué dans le dispositif du brevet des Etats-Unis
<Desc/Clms Page number 27>
d'Amérique n 2 827 062 déjà mentionné, est un récipient pris dans la masse et constitué essentiellement par une colonne relativement haute, dont les parois latérales sont verticales. Dans ce dispositif, le mouvement vibratoire hélicoïdal ne produit qu'une rotation réduite ou non progressive de la masse de matière à laquelle il est appliqué.
Dans ledispositif représenté sur la figure 7, le réservoir 56 n'est pas soumis à un mouvement vibratoire, et son diamètre doit être assez grand pour que la matière qu'il contient ne risque pas de former un pont en descendant progressivement sous l'influence de la pesanteur pour renouveler la matière de la trémie 55.
On peut imaginer de nombreux autres modes de réalisation de l'invention pour sarisfaire à des exigences variées.