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APPAREIL POUR LA DISTRIBUTION DE MATIERE. NOTAMMENT POUR L'EPANDAGE DE FUMIER.
La présente invention concerne un appareil pour la distribution de matière, par exemple pour l'épandage de fumier.
Par"fumier", il faut entendre toute forme de déchets organiques comportant des excréments d'animaux et de volaille, qu'ils soient seuls ou mélangés à des déchets végétaux tels que de la paille, et la matière peut être sous forme de boue solide ou semi-solide ou sous forme partiellement ou totalement liquide. L'appareil peut être utilisé pour épandre du fumier, mais peut également être utilisé pour mélanger et délivrer des aliments pour animaux et équivalents. L'appareil est d'ailleurs souvent utilisé par les fermiers pour épandre du fumier et pour délivrer des aliments pour animaux.
Un appareil pour la distribution de matière est connu, par exemple par le document GB-A-2187373, ledit appareil comportant un conteneur pour matière, une sortie pour le déchargement de matière du conteneur, et un rotor axial d'alimentation destiné à effectuer le déplacement de la matière à l'intérieur du conteneur le long de l'axe du rotor en direction de la sortie, ledit rotor axial d'alimentation .
comportant une âme sur laquelle sont montées plusieurs pales s'étendant vers l'extérieur, lesdites pales étant disposées de façon à effectuer ledit déplacement de matière le long de l'axe du rotor, les pales étant positionnées sur l'âme d'une manière telle que le rendement de décharge axiale du rotor soit sensiblement inférieur à ce qu'il serait si les pales étaient positionnées le long d'une trajectoire hélicoïdale autour de l'axe du rotor ayant le même sens que l'inclinaison des pales individuelles.
Si la vis est trop efficace, elle délivre davantage de matière que les moyens de déchargement peuvent en évacuer, et la matière en surplus est comprimée entre les parties fraîches de la matière qui avance et l'extrémité du corps de l'épandeur. Généralement, la matière comprimée s'arc-boute sur le rotor de transfert qui cesse alors, totalement ou
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partiellement, d'évacuer la matière, ce qui altère le régime de déchargement, si cela n'arrête pas entièrement le déchargement. Lorsque la pression augmente, la paille, ou une matière longue similaire, commence à s'enrouler autour des bords d'attaque des spires de la vis, réduisant ainsi leur rendement en même temps que cela réduit le jeu longitudinal entre les pales adjacentes.
Ceci a comme conséquence la formation d'une bague annulaire de matière fortement comprimée jusqu'à ce que la vis soit "enveloppée" et cesse de fonctionner en tant que telle. La matière ainsi comprimée est soumise à des forces considérables, et devient extrêmement difficile à enlever à la main, et ne peut pas être dégagée en faisant tourner la machine.
L'appareil connu comportant une vis peu efficace évite la plupart des problèmes de fonctionnement. Il est néanmoins nécessaire d'améliorer ses performances.
Selon la présente invention, l'appareil du type défini ci-dessus est caractérisé en ce que le rapport du diamètre externe de l'âme sur le diamètre total du rotor d'alimentation est inférieur à 1 : 3.
Il a été constaté, de manière étonnante, que les performances de l'appareil sont très nettement améliorées par un choix approprié des tailles relatives des pales et de l'âme du rotor.
De préférence, le rapport du diamètre externe de l'âme sur le diamètre total du rotor d'alimentation est de 1 : 2,8.
Dans une forme de réalisation, les pales sont positionnées le long du rotor d'alimentation de telle sorte que, vu le long de l'axe du rotor, il n'y ait pas deux pales exactement alignées.
Dans une forme de réalisation préférée, des moyens de déchargement sont prévus pour décharger la matière du conteneur. Les moyens de déchargement peuvent être positionnés dans la région de la sortie, le rendement de décharge axiale du rotor axial d'alimentation étant réduit de façon à être sensiblement adapté à la capacité des moyens de déchargement. Un avantage supplémentaire de la disposition des pales de la présente invention réside dans le fait qu'une
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action de mélange est introduite dans la matière ainsi que dans le transport de la matière le long de l'axe du rotor d'alimentation.
Le rotor axial d'alimentation est de préférence monté dans le conteneur avec son axe de rotation sensiblement aligné avec la direction du déplacement de l'appareil, la sortie comportant une ouverture sur le côté du conteneur par rapport au déplacement prévu du châssis, et les moyens de déchargement étant disposés de façon à décharger la matière sur le côté de l'appareil.
Les moyens de déchargement peuvent comporter une turbine montée de façon à tourner à l'extérieur du conteneur dans la région de l'ouverture latérale.
Dans une forme de réalisation, lesdits moyens de déchargement comportent un rotor de transfert coaxial audit rotor d'alimentation et disposé de façon à pousser la matière se trouvant dans le conteneur en direction de ladite sortie.
Les formes de réalisations de l'invention vont maintenant être décrites, à titre d'exemple, en se référant aux dessins, dans lesquels :
La figure l représente une vue de côté d'un appareil pour l'épandage de fumier ;
La figure 2 représente une vue en plan de l'appareil de la figure 1 ;
La figure 3 est une vue en perspective de l'intérieur de l'appareil des figures 1 et 2, vue de dessus ; et
La figure 4 est une vue en bout schématique de l'intérieur de l'appareil des figures 1 et 2, partiellement en coupe, et vue dans la direction indiquée par la flèche A de la figure 2.
Si l'on se réfère tout d'abord aux figures 1, 2 et 3, un appareil pour l'épandage de fumier (11) comprend une trémie allongée (12) présentant des côtés inclinés vers l'intérieur (13) et (14), et montée sur des roues (16) de façon à être tracté au moyen d'une barre (17) derrière un tracteur (non représenté). Un rotor axial d'alimentation (18) représenté d'une manière générale en pointillés et pourvu de plusieurs pales s'étendant vers l'extérieur dont l'une est
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représentée en (19) montée sur une âme (20) est monté à l'intérieur de la trémie (12) et s'étend le long de la base de celle ci. Une ouverture (21) est prévue à l'avant de l'appareil (ll), sur le côté droit dans la paroi latérale (14), afin de distribuer du fumier. L'ouverture (21) peut être fermée par une trappe (22) actionnée hydrauliquement.
Juste à l'extérieur de l'ouverture (21), une turbine (23) est montée de façon à être entraînée en rotation autour d'un axe horizontal dans un mode d'alimentation par le haut de façon à projeter du fumier sortant par l'ouverture (21) vers le haut et sur le côté de l'appareil (11) afin de distribuer le fumier dans les champs. La turbine (23) et le rotor d'alimentation (18) sont entraînés tous les deux par la prise de force du tracteur, au moyen d'un réducteur (24).
Chacune des pales (19) du rotor axial d'alimentation (18) est inclinée par rapport à l'axe du rotor de façon à entrainer du fumier vers l'avant jusqu'au voisinage de l'ouverture (21), depuis l'arrière de la trémie (12). Chacune des pales est inclinée à la fois en étant positionnée en travers de l'axe du rotor, et en étant également inclinée sur une partie de sa surface par inclinaison en direction de l'arrière de la trémie.
Un rotor de transfert (25) qui est coaxial au rotor d'alimentation (18) est positionné sur la section de l'âme (20) directement opposée à l'ouverture (21) et partage une âme commune (20). Sur le rotor de transfert (25), les pales (19) du rotor d'alimentation (18) sont remplacées par des palettes (26) constituant le rotor de transfert (25). Les palettes (26) sont disposées en une série hélicoïdale de palettes, et des palettes adjacentes axialement sont décalées l'une par rapport à l'autre de façon à fournir une structure ouverte au rotor de transfert (25).
Les palettes (26) du rotor de transfert (25) poussent le fumier par l'ouverture (21) vers la turbine (23) dans une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor axial d'alimentation (18). Le rotor (18) est entraîné en rotation dans un sens tel que le rotor de transfert (25) tourne dans un mode d'alimentation par le bas
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en transférant le fumier vers la turbine (23) qui fonctionne dans un mode d'alimentation par le haut.
A la figure 4 se trouve une vue en coupe schématique le long de l'axe du rotor d'alimentation (18) orientée vers l'avant de l'appareil, dans la direction indiquée par la flèche A de la figure 2. La représentation schématique montre la disposition des pales (19) s'étendant vers l'extérieur depuis l'âme (20), et montre les palettes (26) qui poussent le fumier au travers de l'ouverture (21) vers la turbine (23). La rotation nécessaire de l'âme (20), et de la turbine (23), est réalisée d'une manière connue au moyen de différentes transmissions par chaine à l'extérieur de la trémie, entraînées par la prise de force du tracteur tirant l'appareil.
Il faut noter que dans des variantes, la turbine (23) peut être entraînée en rotation dans la direction opposée à celle représentée, c'est-à-dire dans le mode d'alimentation par le bas, comme cela est connu dans l'art antérieur.
Chaque pale (19) du rotor axial d'alimentation (18) est inclinée par rapport à l'axe du rotor de façon à effectuer le déplacement de la matière le long de l'axe du rotor en direction de l'ouverture de sortie (21).
L'inclinaison principale de chaque pale par rapport à l'axe est telle que la matière engagée par la face avant de la pale est poussée sensiblement axialement le long du rotor vers l'ouverture (21), à la manière générale d'une spire ou d'une ailette d'une vis. Les pales sont disposées cependant suivant un agencement tel qu'elles ne se suivent pas l'une l'autre le long d'une trajectoire hélicoïdale ayant le même sens que l'inclinaison de chaque pale, à la manière des vis d'alimentation de l'art antérieur du type à ailette interrompue. En outre, les pales (19) sont dimensionnées et positionnées le long du rotor d'alimentation suivant un agencement tel que, vu le long de l'axe du rotor, il n'y ait pas deux pales exactement alignées.
Le but de l'agencement des pales (19) sur l'âme (20) est de faire en sorte que le rendement de décharge axiale du rotor (18) soit sensiblement inférieur à ce qu'il serait si les pales étaient positionnées le long d'une trajectoire hélicoïdale autour de l'axe du
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rotor ayant le même sens que l'inclinaison des pales individuelles. En plus d'une réduction du rendement de décharge axiale du rotor (18), le positionnement introduit également une action de mélange dans la matière.
En réduisant le rendement de décharge axiale du rotor d'alimentation (18), la décharge de la matière aux palettes (26) et à la turbine (23) peut être sensiblement adaptée à la capacité de la turbine (23) de façon à éviter la compression, l'arc-boutement et l'enveloppement. Il y a en outre comme avantage supplémentaire le fait que les pales (19), lorsqu'elles sont positionnées de cette manière, introduisent une action de mélange dans la décharge de la matière.
Il a été constaté que la taille des pales (19) par rapport à la taille de l'âme (20) est critique pour ce qui est de la réalisation de l'action d'alimentation et de mélange désirée. Dans des versions précédentes de l'appareil, la longueur radiale de chaque pale (19) était prévue pour être égale au diamètre externe (d) de l'âme (20). Ceci signifiait que le rapport du diamètre externe (d) de l'âme (20) sur le diamètre total (D) du rotor (18) était de 1 : 3.
Il a été cependant constaté qu'une amélioration très importante des performances pouvait être obtenue en rendant ce rapport inférieur à 1 : 3. En particulier, le rapport du diamètre externe (d) de l'âme (20) sur le diamètre total (D) du rotor (18) devrait être de 1 : 2,8.
De préférence, les pales (19) sont espacées circonférentiellement autour de l'âme (20) de 1010, et la taille et la forme de chaque pale est telle que, sur toute la longueur du rotor d'alimentation, seulement une pale est adjacente à la paroi latérale du conteneur à un moment donné.
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APPARATUS FOR DISPENSING MATERIAL. ESPECIALLY FOR MANURE SPREADING.
The present invention relates to an apparatus for distributing material, for example for spreading manure.
By "manure" is meant any form of organic waste comprising animal and poultry excrement, whether alone or mixed with vegetable waste such as straw, and the material may be in the form of solid mud or semi-solid or in partially or totally liquid form. The device can be used to spread manure, but can also be used to mix and deliver animal feed and the like. The device is also often used by farmers to spread manure and to deliver animal feed.
An apparatus for distributing material is known, for example from document GB-A-2187373, said apparatus comprising a container for material, an outlet for discharging material from the container, and an axial feed rotor intended to effect the displacement of the material inside the container along the axis of the rotor in the direction of the outlet, said axial feed rotor.
comprising a core on which are mounted several blades extending outwards, said blades being arranged so as to effect said displacement of material along the axis of the rotor, the blades being positioned on the core in a manner such that the axial discharge efficiency of the rotor is significantly lower than it would be if the blades were positioned along a helical path around the axis of the rotor having the same direction as the inclination of the individual blades.
If the screw is too efficient, it delivers more material than the unloading means can evacuate, and the surplus material is compressed between the fresh parts of the advancing material and the end of the body of the spreader. Generally, the compressed material collects on the transfer rotor which then ceases, totally or
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partially, to evacuate the material, which alters the unloading regime, if this does not entirely stop unloading. As the pressure increases, the straw, or a similar long material, begins to wrap around the leading edges of the turns of the screw, thereby reducing their efficiency at the same time as this reduces the longitudinal play between the adjacent blades.
This results in the formation of an annular ring of highly compressed material until the screw is "wrapped" and ceases to function as such. The material thus compressed is subjected to considerable forces, and becomes extremely difficult to remove by hand, and cannot be released by turning the machine.
The known device comprising an ineffective screw avoids most of the operating problems. It is nevertheless necessary to improve its performance.
According to the present invention, the device of the type defined above is characterized in that the ratio of the external diameter of the core to the total diameter of the feed rotor is less than 1: 3.
It has surprisingly been found that the performance of the device is very much improved by an appropriate choice of the relative sizes of the blades and of the rotor core.
Preferably, the ratio of the external diameter of the core to the total diameter of the feed rotor is 1: 2.8.
In one embodiment, the blades are positioned along the feed rotor so that, seen along the axis of the rotor, there are no two blades exactly aligned.
In a preferred embodiment, discharge means are provided for discharging the material from the container. The unloading means can be positioned in the region of the outlet, the axial discharge efficiency of the axial feed rotor being reduced so as to be substantially adapted to the capacity of the unloading means. An additional advantage of the arrangement of the blades of the present invention lies in the fact that a
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mixing action is introduced in the material as well as in the transport of the material along the axis of the feed rotor.
The axial feed rotor is preferably mounted in the container with its axis of rotation substantially aligned with the direction of movement of the device, the outlet having an opening on the side of the container relative to the intended movement of the chassis, and the unloading means being arranged to discharge the material on the side of the apparatus.
The unloading means may comprise a turbine mounted so as to rotate outside the container in the region of the lateral opening.
In one embodiment, said unloading means comprise a transfer rotor coaxial with said supply rotor and arranged so as to push the material in the container in the direction of said outlet.
The embodiments of the invention will now be described, by way of example, with reference to the drawings, in which:
Figure 1 shows a side view of an apparatus for spreading manure;
Figure 2 shows a plan view of the apparatus of Figure 1;
Figure 3 is a perspective view of the interior of the apparatus of Figures 1 and 2, top view; and
FIG. 4 is a schematic end view of the interior of the apparatus of FIGS. 1 and 2, partially in section, and seen in the direction indicated by the arrow A in FIG. 2.
Referring first to Figures 1, 2 and 3, an apparatus for spreading manure (11) comprises an elongated hopper (12) having sides inclined inward (13) and (14 ), and mounted on wheels (16) so as to be towed by means of a bar (17) behind a tractor (not shown). An axial feed rotor (18) shown generally in dotted lines and provided with several outwardly extending blades, one of which is
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shown in (19) mounted on a core (20) is mounted inside the hopper (12) and extends along the base thereof. An opening (21) is provided at the front of the device (ll), on the right side in the side wall (14), in order to distribute manure. The opening (21) can be closed by a hydraulically actuated hatch (22).
Just outside the opening (21), a turbine (23) is mounted so as to be driven in rotation about a horizontal axis in a top feed mode so as to project manure leaving by the opening (21) upwards and on the side of the device (11) in order to distribute the manure in the fields. The turbine (23) and the feed rotor (18) are both driven by the tractor PTO, by means of a reduction gear (24).
Each of the blades (19) of the axial feed rotor (18) is inclined relative to the axis of the rotor so as to drive manure forward to the vicinity of the opening (21), from the rear of the hopper (12). Each of the blades is inclined both by being positioned across the axis of the rotor, and also by being inclined over part of its surface by tilting towards the rear of the hopper.
A transfer rotor (25) which is coaxial with the feed rotor (18) is positioned on the section of the core (20) directly opposite the opening (21) and shares a common core (20). On the transfer rotor (25), the blades (19) of the feed rotor (18) are replaced by vanes (26) constituting the transfer rotor (25). The pallets (26) are arranged in a helical series of pallets, and axially adjacent pallets are offset from each other so as to provide an open structure to the transfer rotor (25).
The pallets (26) of the transfer rotor (25) push the manure through the opening (21) towards the turbine (23) in a direction substantially perpendicular to the axis of rotation of the axial feed rotor (18). The rotor (18) is rotated in a direction such that the transfer rotor (25) rotates in a bottom feed mode
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by transferring the manure to the turbine (23) which operates in a top feed mode.
In Figure 4 is a schematic sectional view along the axis of the feed rotor (18) facing the front of the device, in the direction indicated by the arrow A in Figure 2. The representation schematic shows the arrangement of the blades (19) extending outwards from the core (20), and shows the pallets (26) which push the manure through the opening (21) towards the turbine (23) . The necessary rotation of the core (20) and of the turbine (23) is carried out in a known manner by means of various chain transmissions outside the hopper, driven by the power take-off of the pulling tractor the device.
It should be noted that in variants, the turbine (23) can be rotated in the opposite direction to that shown, that is to say in the bottom feed mode, as is known in prior art.
Each blade (19) of the axial feed rotor (18) is inclined relative to the axis of the rotor so as to move the material along the axis of the rotor in the direction of the outlet opening ( 21).
The main inclination of each blade relative to the axis is such that the material engaged by the front face of the blade is pushed substantially axially along the rotor towards the opening (21), generally by a turn or a screw fin. The blades are however arranged in an arrangement such that they do not follow one another along a helical path having the same direction as the inclination of each blade, in the manner of the feed screws of prior art of the interrupted fin type. In addition, the blades (19) are dimensioned and positioned along the feed rotor in an arrangement such that, seen along the axis of the rotor, there are not two blades exactly aligned.
The purpose of arranging the blades (19) on the core (20) is to cause the axial discharge efficiency of the rotor (18) to be significantly lower than it would be if the blades were positioned along a helical trajectory around the axis of the
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rotor having the same direction as the inclination of the individual blades. In addition to a reduction in the axial discharge efficiency of the rotor (18), the positioning also introduces a mixing action in the material.
By reducing the axial discharge efficiency of the feed rotor (18), the discharge of the material to the vanes (26) and to the turbine (23) can be substantially adapted to the capacity of the turbine (23) so as to avoid compression, bracing and wrapping. There is also an additional advantage that the blades (19), when positioned in this way, introduce a mixing action into the discharge of the material.
It has been found that the size of the blades (19) relative to the size of the core (20) is critical as regards the achievement of the desired feeding and mixing action. In previous versions of the device, the radial length of each blade (19) was intended to be equal to the external diameter (d) of the core (20). This meant that the ratio of the external diameter (d) of the core (20) to the total diameter (D) of the rotor (18) was 1: 3.
However, it has been found that a very significant improvement in performance can be obtained by making this ratio less than 1: 3. In particular, the ratio of the external diameter (d) of the core (20) to the total diameter (D ) of the rotor (18) should be 1: 2.8.
Preferably, the blades (19) are circumferentially spaced around the core (20) of 1010, and the size and shape of each blade is such that, over the entire length of the feed rotor, only one blade is adjacent to the side wall of the container at some point.