Brevet FR2008260A1 — publié le 19700116

La présente invention se rapporte à un dispositif d'extraction en continu, avec auto-régulation, de quantités correspondantes de matières granuleuses en vrac à partir de réservoirs différents et/ou à partir de zones différentes d'un 5 seul ou de plusieurs réservoirs « Pur "matière granuleuse en vrac", on entend par la suite une nia bière dont les partielles ont essentiellement la mène grosseur et n'ont pas tendance à coller les unes aux autres sous l'effet des forces d'adhésion, ce qui pourrait conduire à 10 des aggloméraLions incontrôlables ou une croissance thermique des grains. Par conséquent, l'expression "matière granuleuse en vrac" englobe tous les granulés tels qu'ils sont décrits dans la revue "Clietn.ie-Ingenieur-Tech.nik", 30ème année, 1968, n° 3» pages 144- è 146» I>e dispositif conforme à l'invention peut être 15 utilisé eu particulier pour des granulés de matière synthétique en vue de l'alimentation de machines à mouler par injection et d'extraieuses, en vue de la fabrication de fils sans fin, pour des fourrages ou des engrais, pour des semences et pour des matières ^r::,lo0ueo. iû Pour un certain nombre d'opérations de mélange, une grnnue importance est attribuée à 1'obtention, non seulement d'une homogénéité suffisants du mélange, mais également d'une précision cuifisante quant aux proportions des composants entrant dans le mélange. Lors du mélange discontinu, la distri-25 bution volumique ou massique correcte des composants entrant dans le mélange total ne présente généralement pas de difficultés. Il en est tout autrement pour une opération de mélange devant être effectuée en continu. Le problème consistant à maintenir sensiblement constants les différents débits massiques ou 30 voluniques est très dif licile à résoudre jusqu'ici et exige généralement une régulation très onéreuse» On cherche depuis toujours à rendre cette opération de dosage indépendante d'appareils de mesure et de régulation compliqués, onéreux et sujets aux pannes» Ce problème se 35 trouve également à la base du dispositif conforme à l'invention. Des essais portant sur les propriétés d'écoulement de matières granuleuses en vrac dans une ".couche en vrac" se déplaçant uniquement par gravité ont démontré que la stabilisation de l'écoulement des granulés à l'intérieur d'un, réservoir 40 est possible dans le cas où ce réservoir satisfait à certaines SAD ORfGîNAL 15035 2 2008260 conditions géométriques. Ces conditions sont les suivantes ; Le réservoir doit avoir une section droite rectangulaire, avec une profondeur constante sur toute la section. Le réservoir ouvert vers le haut doit comporter dans le 5 bas une zone de sortie se rétrécissant de façon unidimension-nelle, dont les parois obliques forment entre elles un angle d'ouverture qui est inférieur à 0,8 fois la différence entre 180° et l'angle de talus double de la matière utilisée» la fente de sortie en dessous de cette zone de sortie doit être suf-10 fisamment étroite pour assurer que la matière granuleuse en vrac continue de descendre de façon "compacte". Dans la partie parallélipipèdique du réservoir, il faut créer, à la suite de la zone de sortie, une zone de stabilisation exempte d'éléments intérieurs, dont la hauteur est supérieure au produit de sa base 15 par la tangente de l'angle de talus de la matière utilisée,, L'expression "couche en vrac" signifie que les granulés ne se déplacent que par gravité et traversent le réservoir lentement de haut en bas à l'état "compact"„ Par écoulement "stabilisé', on entend un écoulement tel que la vitesse 20 des différents grains soit sensiblement constante dans toutes les veines d'écoulement, sur la section droite toutô entière» Dans le cas idéal, un tel écoulement stabilisé représente un écoulement dit "en bouchon"» Par "angle de talus", on entend l'angle de ta-25 lus naturel qui s'établit lors du déversement de matière granuleuse sur un tas conique, par glissement des grains sur la surface latérale du cône, entre cette surface et l'horizontale,, On a constaté avec étonnement qu'en utilisant un tel écoulement stabilisé, on obtient un dispositif d'extrac-30 tion en continu, avec auto-régulation , de quantités correspondantes de matières granuleuses en vrac, en montant au-dessus de la cone de stabilisation exempte d'éléments intérieurs, dans la partie parallélipipèdique du réservoir, une grille intérieure . dans les "puits" .de laquelle "débouchent des tubes de décharge 35 venant de différents réservoirs de stockage ou de différentes zones d'un seul ou de plusieurs réservoirs» Dans le cas où on laisse couler uniquement par gravité une matière granuleuse en vrac par des tubes de décharge depuis des réservoirs surélevés dans les puits de la grille, ces puits se remplissent, en raison de l'accumulation de la SAD ORIGINAL 15035 3 2008260 couche en vrac sous-jacente stabilisée, jusqu'à ce que les particules atteignent le bord inférieur des tubes de décharge et empêchent ainsi la matière de s'écouler davantage. Dans le cas où la couche en vrac descend quelque peu dans la zone de stabi-5 lisation, les particules de matière descendent dans la même mesure dans les puits de la grille, l'écoulement est stabilisé é-galement à l'intérieur des puits de la grille,, Par suite de la descente des particules à l'intérieur des puits de la grille, les extrémités inférieures des tubes de décharge se trouvent 10 libérées, de sorte que la matière peut s'écouler dans la même mesure hors des réservoirs„ Cette obturation et libération en alternance des extrémités inférieures des tubes de décharge venant de réservoirs différents et/ou de zones différentes d'un seul ou de plusieurs réservoirs conduisent à une auto-régula-15 tion des quantités de matière extraites,, Du fait que grâce à la stabilisation de la couche en vrac, les granulés se trouvent extraits à la même vitesse de tous les puits de la grille, il est possible de créer une proportionnalité entre la section droite de ces puits de la 20 grille et le débit massique ou volumique0 Par conséquent, il est possible d'assurer une auto-régulation des quantités correspondantes de matières extraites de différents réservoirs ou de différentes zones d'un ou de plusieurs réservoirs, cela par exemple en retirant dans le cas où tous les puits de la grille ont la 25 même section droite, les tubes de décharge débouchant dans ces puits dans la mesure nécessaire hors des différents réservoirs et/ou des différentes zones du ou des réservoirs,, Le dispositif conforme à l'invention d'extraction en continu, avec auto-régulation de quantités correspondan-30 tes de matières granuleuses en vrac à partir de différents réservoirs et/ou de différentes zones d'un seul ou de plusieurs réservoirs est caractérisé par une zone de sortie ouverte vers le haut et se rétrécissant vers le bas de façon unidimension-nelle, dont les parois obliques forment entre elles un angle 35 d'ouverture qui est inférieur à 0,8 fois la différence entre 180° et l'angle de talus double de la matière utilisée, et par un réservoir collecteur qui comporte une fente de sortie, qui présente une section droite rectangulaire et une profondeur constante, et dont la partie parallélipipèdique renferme, d'une 4-0 part, une zone de stabilisation exempte d'éléments intérieurs, 69 15035 4 2008260 dont la hauteur est supérieure au produit de sa largeur par la tangente de l'angle de talus de la matière utilisée, et d'autre part, au-dessus de la zone de stabilisation une zone de dosage avec une grille intérieure dans les puits de laquelle débou-5 chent des tubes de décharge venant des différents réservoirs ou des différentes zones du ou des réservoirs0 Par partie "parallélipipèdique" du réservoir collecteur, on entend la partie du réservoir qui présente des parois verticales et une section droite rectangulaire constante,, 10 La stabilisation de la couche en vrac ou de l'écoulement des granulés apparaît de la manière recherchée dans le cas où. la largeur de la zone de stabilisation est inférieure à 1 500 mm. On choisit de préférence une largeur inférieure à 800 mm. A des largeurs supérieures à 1500 mm, l'écoulement de 15 la matière commence à devenir instable, c'est-à-dire que môme par des zones de stabilisation très longues, il n'est plus possible d'assurer un écoulement sensiblement "en bouchon" en dessous de la zone de dosage et par conséquent à l'intérieur des puits de la grille0 20 Afin de favoriser la descente "compacte" de la matière granuleuse en vrac, il est avantageux de choisir le rapport de la largeur de la fente de sortie à la largeur de la zone de stabilisation inférieur à 0,1 . Pour la description plus détaillée de l'in-25 vention, on va se référer au dessin annexé qui représente sché-matiquement deux exemples de réalisation non limitatif du dispositif conforme à l'invention ; sur ce dessin : la figure 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe, du réservoir collecteur avec tubes de dé-30 charge et organe d'extraction ; la figure 2 est une vue en plan du réservoir collecteur de la figure 1 ; la figure 3 représente schématiquement un exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention,dans 35 lequel les matières sont extraites de réservoirs différents et de zones différentes de ces derniers, pour être réunies dans le réservoir collecteur,, Les figures! et 2 représentent un exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention, dans lequel le 40 réservoir collecteur 1 comportant une zone de dosage 2, une 15035 5 2008260 zone de stabilisation 3 et une zone de sortie 4 délimitée des deux côtés par des parois obliquès 8 et débouchant dans une fente de sortie 5 renferme une grille intérieure 6 qui forme dans la zone de dosage 2 au total trente puits 11 de même taille„ 5 Les extrémités inférieures de tubes de décharge 9, également au nombre de trente, débouchent dans les puits 11 de la grille. Ces tunes de décharge viennent de deux réservoirs (non représentés) dont l'un renferme le composant A et l'autre le composant B. Lu fait que les tubes de décharge voisins conduisent chaque fois dœ 10 composants différents, on obtient non seulement un dosage avec auto-régulation des deux composants, ici dans le rapport 1 : 1, mais également de bonnes conditions préalables pour un mélange homogène. En vue de la fonction principale, à savoir pour le dosage avec auto-régulation des quantités de matière, la posi-15 tion des orifices des tubes de décharge les uns par rapport aux autres n'a cependant pas d'importance. A cet effet, il suffit que quinze tubes de décharge venant de chacun des réservoirs débouchent dans quinze puits quelconques de la grille. Comme le montre la figure 1, les extrémités in-20 férieures des tubes se trouvent à peu près à la même hauteur. Un autre avantage du dispositif conforme à l'invention réside dans le fait qu'un réglage précis des extrémités des tubes dans le sens de la hauteur n'est pas nécessaire. En effet, il suffit d'engager les tubes de décharge à une hauteur quelconque dans 25 les puits de la grille ; cela facilite considérablement l'installation des tubes de décharge. Dans le cas où l'on veut obtenir une autre proportion des deux composants dans le mélange, par exemple une proportion de 2 : 1 à l'aide du dispositif selon les figures 1 30 et 2, il suffit de choisir en conséquence le rapport du nombre de tubes venant du réservoir renfermant le composant 1 et du nombre de tubes venant du réservoir renfermant le composant B, par exemple un rapport de" 20 : 10 dans l'exemple indiqué» Le dispositif conforme à l'invention permet 35 évidemment d'extraire également dans des proportions déterminées plus de deux composants, de la manière décrite et avec autorégulation, à partir de réservoirs différents. Le principe du dispositif conforme à l'invention apparaît à la lecture de la figure I. Par les tubes de dé-aq charge 9» la matière granuleuse en vrac parvient dans le sens BAO ORIGINAL 69 15035 6 2008260 des flèches A et B dans le réservoir collecteur 1 qui est initialement vide» Lorsque l'interstice 12 entre la fente de sortie 5 et la surface de l'organe d'extraction 7 se présentant ici sous la forme d'un cylindre est fermé, la matière s'accumule 5 dans le réservoir collecteur 1 jusqu'à atteindre les extrémités inférieures des tubes de décharge 9, et bloque ensuite toute extraction ultérieure de matière à partir deà réservoirs de stockage» Si l'on ouvre ensuite l'interstice 12 de manière que la section de passage soit inférieure ou tout au plus égale à la 10 section libre de tous les tubes de décharge 9 et si la matière traverse le réservoir collecteur à l'état "compact", les extrémités inférieures des tubes de décharge sont brièvement libérées, de sorte que la matière peut s'écouler de nouveau hors des réservoirs de stockage et bloquer ensuite de nouveau les extré-15 mités des tubes, etc., Le dosage à auto-régulation commence normalement à l'instant auquel les extrémités inférieures des tubes sont bloquées pour la première fois. La figure 3 montre schématiquement que le dis-20 positif conforme à l'invention permet d'extraire des matières aussi bien à partir de réservoirs de stockage différent 10 qu'à partir de différentes zones de ces réservoirs et de les réunir dans le réservoir collecteur 1» Une telle extraction combinée, non seulement à partir de réservoirs différents, mais 25 également à partir de différentes zones de ces réservoirs est avantageuse, par exemple dans le cas où. les composants A et B "contenus dans, les réservoirs de stockage 10 constituent déjà des mélanges de deux ou plus de deux composants. Les tubes d'extraction 9 débouchent par leurs extrémités supérieures dans des 30 zones différentes à l'intérieur des réservoirs de stockage 10o Pour plus de clarté, on n'a représenté entièrement qu'une partie des tubes de décharge 9 allant des réservoirs de stockage 10 vers les puits 11 de la grille. La forme représentée sur le dessin pour la 35 grille intérieure 6, avec des puits 11 de section droite carrée ne constitue qu'un exemple de réalisation préféré. Il est évident que les puits de la grille peuvent également avoir d'autres formes (rectangle, cercle, ellipse, hexagone et autres) et des tailles différenteso II importe cependant que le 15035 7 2008260 rapport de section totale des puits 11 dans lesquels débouchent les tubes de décharge 9 venant d'un réservoir de stockage 10 renfermant le composant A , à la section totale de tous les puits 11 de la grille détermine le rapport du volume du compo-5 sant A au volume du mélange total. S9 15035 8 2008260 RETEOICAIIOn 1. Dispositif d'extraction en continu avec auto-régulation de quantités correspondantes de matières granuleuses en vrac à partir de réservoirs différents et/ou à partir ^ de zones différentes d'un seul ou de plusieurs réservoirs, caractérisé par une zone de .sortie ouverte vers le haut et se rétrécissant vers le bas de façon unidimensionnelle, dont les parois obliques forment entre elles un angle d'ouverture qui est inférieur à 0,8 fois la différence entre 180° et l'angle •]_q de talus double de la matière utilisée, et par un réservoir collecteur qui comporte une fente de sortie, qui présente une section droite rectangulaire et une profondeur constante et dont la partie parallélipipèdique renferme , d'une part une zone de stabilisation exempte d'éléments intérieurs, dont la hauteur est supérieure au produit de sa largeur par la tangente de l'angle de talus de la matière utilisée, et d'autre part, au-dessus de la zone de stabilisation, une zone de dosage renfermant une grille intérieure dans les puits de laquelle débouchent des tubes de décharge venant des différents réservoirs 2Q ou des différentes zones du ou des réservoirs. 2. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que la zone de stabilisation représente une largeur qui est inférieure à 1500 mm, de préférence inférieure à 800 mmo 25 3»' Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le rapport de la largeur de la fente de sortie à la largeur de la zone de stabilisation est inférieur à 0,10