Brevet FR2112233A1 — publié le 19720616

i 2112233 La présente invention concerne une trappe pour dévier et/ou pour échantillonner des matières et, en particulier, pour dévier la totalité d'un courant de matière. La manutention des matières s'écoulant à travers des goulottes et 5 d'autres conduits nécessite souvent l'échantillonnage de la matière s'écoulant à travers la goulotte. Il existe déjà un certain nombre de dispositifs pour l'échantillonnage des matières s'écoulant à travers des goulottes. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 5.966.912 décrit un 10 dispositif d'échantillonnage destiné à l'échantillonnage des grains. Le dispositif d'échantillonnage comporte un tube ouvert à une extrémité qui est introduit dans un courant de grains s'écoulant à l'intérieur d'un tube de plus grand diamètre. Seuls des grains intersectés par le tube introduit apparaissent dans l'échantillon. Comme la section de l'ouverture 15 du tube est sensiblement plus faible que la section transversale du tube de plus grand diamètre, toute différence dans les dimensions des grains se traduit par un échantillon non représentatif. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 2.370.260 décrit un dispositif caractérisé par l'introduction d'un tube de petit diamètre ouvert 20 à une extrémité pour intersecter une partie des particules fines s'écoulant à travers un tube plus large. Les particules s'écoulent à travers le tube de petit diamètre vers un récipient d'échantillonnage au lieu d'être retenues temporairement dans le tube de petit diamètre. Dans ce cas aussi, l'échantillon n'est pas nécessairement un échantillon représentatif. 25 Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 2.683.373 décrit un dispositif caractérisé par l'introduction par pivotement d'un tube horizontal de petit diamètre comportant une paroi ouverte sur un côté dans une goulotte ou conduit vertical de descente à travers lequel tombent les grains. L'ouverture du tube est orientée vers le haut à l'intérieur de la goulotte, 30 le tube étant tourné de 180° après son enlèvement pour orienter l'ouverture vers le bas afin que le tube se vide automatiquement. D'une part, ce dispositif d'échantillonnage intersecte seulement une partie de la matière s'écoulant à travers la goulotte et, d'autre part, il est relativement compliqué du fait du mouvement de rotation. 35 Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3.070.539 décrit un dispositif comportant un piston à gorge introduit dans un conduit contenant de la pâte à bois s'écoulant sous pression. La pâte frappant la gorge est déviée le long de celle-ci pour être déposée à l'extérieur du conduit dans un récipient d'échantillonnage. 71 35315 2 2112233 L'écoulement de solides en particules sèches à travers les goulottes, par exemple dans les circuits de séchage et de mélange est couramment réglé par un certain nombre de vannes à deux voies. En plus du réglage de l'écoulement, les vannes à deux voies peuvent 5 être adaptées pour l'échantillonnage. Quand les vannes à deux voies classiques sont utilisées pour l'échantillonnage, elles donnent des échantillons qui sont influencés par la séparation d'écoulement, phénomène qui a lieu particulièrement près des parois de la goulotte quand les particules ont des dimensions différentes. 10 Différents facteurs contribuent à la séparation d'écoulement, parmi lesquels les dimensions, la densité et la forme des particules, la pente de la goulotte, la rugosité de la surface intérieure de la goulotte et le coefficient de frottement entre la goulotte et les particules individuelles. La séparation résultante peut provoquer une distribution irrégulière des 15 particules ayant la même dimension suivant la section transversale d'écoulement. Par suite, un dispositif d'échantillonnage intersectant seulement une partie du courant de matière dans la goulotte donne de façon inhérente un échantillon ne représentant pas la gamme complète des dimensions des particules existant dans le courant. 20 L'invention a pour objet une trappe d'piguillage permettant soit de dévier soit d1 échantillonner le courant total d'une matière sèche en particules s'écoulant à travers une goulotte. , L'invention a aussi pour objet une trappe d'aiguillage et d'échantillonnage d'un fonctionnement et d'une construction simples. 25 L'invention a aussi pour objet une trappe d'échantillonnage produisant un échantillon entièrement représentatif de la matière traversant « la goulotte, indépendamment de la séparation d'écoulement ayant lieu dans la goulotte. L'invention a aussi pour objet une trappe d'aiguillage pouvant 30 être facilement convertie en trappe d'échantillonnage. Il a été constaté d'une façon remarquable qu'il est possible de dévier le courant complet d'une matière traversant une goulotte pour la régulation ou pour obtenir des échantillons entièrement représentatifs en utilisant une trappe simple tout en étant entièrement efficace. La trappe 35 est d'une façon générale une trappe d'aiguillage qui, par addition d'une poche à échantillons ou d'un autre dispositif de retenue de l'échantillon, peut être utilisée comme trappe d'échantillonnage. 71 35315 3 2112233 La trappe d'aiguillage comporte une partie de goulotte pratiquement verticale ayant au moins une paroi, une porte coulissante pouvant passer d'une position inactive pour laquelle le mécanisme de la porte n'occupe sensiblement aucune section transversale de la goulotte verticale et traverse 5 une première ouverture d'une paroi de la goulotte verticale, à une position active pour laquelle la porte occupe toute la section transversale de la goulotte verticale, une seconde goulotte pour recevoir la matière aiguillée à travers une seconde ouverture d'une paroi de la goulotte verticale quand la porte est en position active, cette seconde goulotte comportant au moins 10 une paroi, et un dispositif de commande pour déplacer la porte à travers la goulotte verticale afin que le déplacement de la porte, pour qu'elle occupe toute la section transversale de la goulotte verticale en position active, provoque l'aiguillage du courant complet de matière de la goulotte verticale vers la seconde goulotte. 15 Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé sur lequel : - la figure 1 est une vue en perspective et en coupe d'une trappe d'aiguillage selon un mode de mise en oeuvre de l'invention ; 20 - la figure 2 est une coupe verticale montrant la trappe d'aiguillage en position inactive ; et - la figure 3 est une vue en perspective montrant la trappe d'aiguillage adaptée pour l'échantillonnage, les goulottes représentées en traits mixtes. 25 La .figure 1 représente une goulotte verticale 10 de section rectangulaire avec des brides aux extrémités. La goulotte 10 comporte une porte inclinée 12 représentée en position active, c'est-à-dire occupant toute la section transversale de la goulotte 10. La goulotte 10 comporte un entonnoir 14 au-dessus de la porte pour limiter la section transversale 30 d'écoulement de la matière à une dimension inférieure à celle de la section transversale de la goulotte 10. Cela empêche que des particules de matière échappent entre la porte 12 et les parois verticales de la goulotte 10. La porte comporte une plaque verticale de fermeture 16 qui empêche l'échappement de la matière en particules vers l'extérieur de la goulotte quand la porte 12 35 est en position inactive, c'est-à-dire quand la porte 12 n'occupe pratiquement aucune partie de la section transversale de la goulotte 10. Pour assurer l'étanchéité à lkLr, la plaque 16 porte une garniture 20 constituée par une bande de matière pour joint faisant le tour de la paroi opposée à l'ouverture 18. 71 35315 4 2112233 La porte 12 comporte aussi des parois latérales 22 dépassant des bords de la porte 12 pour empêcher que des particules de matière soient perdues entre la porte 12 et les parois de la goulotte 10. Les bords supérieurs des parois 22, la porte 12 et l'extrémité inférieure de 1 kitonnoir 14 5 sont parallèles. La perte de matière en particules entre la porte 12 et les parois de la goulotte verticale 10 est d'autant plus faible que l'extrémité inférieure de l'entonnoir 14 est plus basse. La porte 12 est engagée dans une seconde goulotte 24 destinée à recevoir la matière en particules déviée par la porte 12. Une barre fixe 26 10 de la seconde goulotte 24 supporte l'extrémité inférieure de la porte 12, quand celle-ci est en position d'aiguillage. L'autre extrémité de la porte 12 est supportée par une tige 28 qui traverse la paroi opposée à l'ouverture 18 de la goulotte 10. La tige 28 est couplée à la tige de piston d'un vérin pneumatique 30, l'autre extrémité de la tige étant fixée à la paroi 15 verticale 16 de la trappe 12. La goulotte verticale 10 comporte des brides 44 et 46 respectivement à l'extrémité supérieure et à l'extrémité inférieure pour permettre l'installation et le démontage faciles et rapides de la trappe d'aiguillage. La figure 2 représente la porte 12 en position inactive ou de 20 passage direct, la plaque verticale 16 portant la garniture 20 fermant l'ouverture 18. s La tige 28 traverse un élément de paroi amovible 32 qui peut être démonté pour permettre l'enlèvement de la porte 12 de la trappe d'aiguillage. La section de l'entonnoir 14 décroît rapidement à partir de l'extrénité 25 supérieure et ensuite l'entonnoir s'étend vers le bas jusqu'au bord inférieur parallèle à la porte 12. Le hord inférieur de l'entonnoir 14 est situé aussi bas que possible du moment qu'il ne gêne pas le fonctionnement de la porte 12 ou l'écoulement des particules vers la goulotte 24. La figure 3 représente en traits mixtes une partie de la goulotte 10, 30 la bride inférieure et la seconde goulotte 24. La porte 12 représentée sur la figure 3 comporte en plus de la plaque de fermeture 16 et des parois latérales 22 une paroi d'extrémité 34 pour arrêter la matière en particules glissant le long de la porte 12. La paroi verticale 16, les parois latérales 22, la porte 12 et la paroi 34 forment ensemble une poche d'échantillonnage 35 retenant la matière en particules arrivant sur la porte 12 quand celte-ci est en position active. Quand la porte est en position inactive de la façon représentée sur la figure 3, l'échantillon est prélevé à travers une poi?te d'accès 36 de la seconde goulotte 24, cette goulotte et la porte étant représentées en traits mixtes. 71 35315 5 2112233 En position active, la porte d'aiguillage est dans la position * • " i ' ! * .«••••♦ «** représentée sur la figure 1. La matière en particules pénètre dans la trappe à travers l'entonnoir 14 qui réduit la section transversale à une dimension inférieure à celle de la goulotte verticale 10. Le courant limité de matière en 5 particules est dévié par la porte 12 de la façon représentée par la flèche 38. Ce courant dévié s'écoule le long de la porte 12 vers la seconde goulotte 24 et à travers cette goulotte de la façon représentée par la flèche 40. Pour interrompre l'aiguillage de la matière vers la goulotte 24, le vérin pneumatique 30 est actionné pour faire passer la porte 12 à la position inactive 10 représentée sur la figure 2. L'écoulement descend alors par la goulotte 10, selon la flèche 42, n'étant que légèrement perturbé par la tige 28. La plaque de fermeture 16 empêche l'échappement de particules à travers l'ouverture 18. Le vérin pneumatique 30, qui est à double effet, est utilisé pour ramener la porte 12 à sa position active pour rétablir l'aiguillage de la matière vers 15 la seconde goulotte. Quand la porte 12 est modifiée pour former une porte d'échantillonnage, la porte d'aiguillage peut être utilisée comme porte d'échantillonnage. La porte 12 est alors placée en position active au moyen du vérin pneumatique 30 pendant un temps prédéterminé. La porte 12 est ensuite ramenée à la position '20 inactive et l'échantillon ayant coulé dans la poche est enlevé à travers la porte d'accès 36. Comme l'échantillon est complètement représentatif de la matière en particules s'écoulant à travers la goulotte 10, une analyse quantitative de l'échantillon peut être faite avec sûreté. La porte d'aiguillage et d'échantillonnage peut être utilisée non 25 seulement pour déterminer la composition de la matière s'écoulant à travers la goulotte verticale, mais aussi pour déterminer quantitativement le débit de matière à travers la goulotte. La durée pendant laquelle l'échantillon est prélevé peut être réglée de façon précise et être répétée de façon précise en utilisant une minuterie pour régler la durée pendant laquelle la porte est en 30 position active. La pesée de l'échantillon prélevé pendant cette durée permet de calculer le débit, par exemple en tonnes par heure. La porte 12 est représentée inclinée par rapport à l'horizontale. Pour faciliter l'écoulement de la matière en particules le long de la porte, l'angle d'inclinaison de la porte 12 doit être supérieur à l'angle d'éboulement de la matière en particules manutentionnée. 35 Bien que sur les figures 1 à 3 la porte 12 soit représentée mobile coaxialement par rapport à la goulotte 24, elle peut être aussi, déplacée dans une direction perpendiculaire au plan formé par la goulotte verticale 10 et la seconde goulotte 24. Dans ce cas, la plaque de fermeture est placée à l'extrémité inférieure perpendiculairement à la surface extérieure des parois 22 pour 40 concorder avec l'ouverture 18 quand la porte 12 est sortie de la goulotte. 71 35315 6 2112233 Bien que l'entonnoir 14 soit représenté entièrement à l'intérieur de la goulotte 10, il peut être séparé de celle-ci, et il peut être ouvert à l'air libre à son extrémité supérieure. Suivant un mode de réalisation ne nécessitant pas d'entonnoir, 5 mais ayant un fonctionnement mécanique équivalent, la goulotte 10 se termine juste au-dessus de la porte 12, des parois 22 ou de la plaque perpendiculaire 16, et elle est coupée obliquement d'une façon similaire à la coupure de l'extrémité de l'entonnoir 14. Une autre goulotte coaxiale par rapport à la goulotte 10 est évasée vers la porte 12 à partir de quelques décimètres 10 au-dessus de la porte pour entourer celle-ci pour permettre que la porte 12 soit plus grande que la goulotte 10. Bien que dans ce cas l'entonnoir ne soit pas nécessaire, le fonctionnement est l'équivalent du fonctionnement dans le cas précédent. Bien que la tige de commande 28 sât représentée fixée à la plaque de 15 fermeture 16, elle peut en variante être fixée à la porte 12. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. 71 35315 7 2112233 REVENDICATIONS 1. Trappe d'aiguillage pour dévier un courant d'une matière en particules, caractérisée par une gouiotte sensiblement verticale con, .rtant 5 au moins une paroi, une porte positionnée pour pouvoir coulisser d'une position inactive pour laquelle la porte n'occupe pratiquement aucune partie de la section transversale de la goulotte verticale, la porte traversant une paroi de la goulotte verticale, à une position active pour laquelle la porte occupe toute la section transversale de la goulotte, une seconde goulotte 10 pour recevoir la matière aiguillée à travers une seconde ouverture de la goulotte verticale quand la porte est en position active, cette seconde goulotte comportant au moins une paroi et un dispositif de commande pour placer la porte à l'intérieur de la goulotte verticale pour qu'elle occupe toute la section transversale de. la goulotte afin de dévier la totalité du 15 courant de matière de la goulotte verticale vers la seconde goulotte. 2. Trappe d'aiguillage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la goulotte verticale comporte un entonnoir en amont de la porte pour limiter la section transversale d'écoulement de la matière à une dimension inférieure à celle de la section transversale de la goulotte verticale. 20 3. Trappe d'aiguillage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la porte est inclinée par rapport à l'horizontale d'un angle supérieur à l'angle d'éboulement de la matière pour favoriser l'écoulement de la matière le long de la porte. 4. Trappe d'aiguillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 25 caractérisée par un joint étanche à l'air dans la goulotte verticale, ce joint concordant avec la seconde ouverture pour minimiser la perte de matière à partir de la goulotte quand la porte est en position inactive, ce joint étant appliqué contre la paroi opposée comportant la seconde ouverture quand la porte est placée entièrement à l'intérieur de la goulotte verticale. 30 5. Trappe d'aiguillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par au moins une paroi latérale sur un côté de. la porte parallèlement à la direction d'écoulement de la matière pour empêcher que la matière s'écoulant le long de la porte nepuisse être perdue entre la porte et les parois de la goulotte, la paroi latérale étant fixée au bord de la porte 35 et étant parallèle à la direction d'écoulement de la matière. 6. Trappe d'aiguillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par un dispositif pour former une poche d'échantillonnage pour recevoir la matière dirigée vers la seconde goulotte. L 71 35315 8 2112233 7. Trappe d'aiguillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par au moins une paroi montée sur la porte transversalement à la direction d'écoulement de la matière pour arrêter l'écoulement le long de la porte et pour former une poche d'échantillonnage conjointement, .avec 5 au moins une paroi de la seconde goulotte. 8. Trappe d'aiguillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par au moins une paroi latérale montée sur la porte parallèlement à la direction d'écoulement de la matière pour arrêter 1'écoulement 10 coopérant pour former une poche d'échantillonnage. 9. Trappe d'aiguillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la seconde goulotte comporte un dispositif pour permettre l'accès à l'intérieur. 10. Trappe d'aiguillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, 15 caractérisée en ce que la goulotte verticale a une section transversale rectangulaire. 11. Trappe d'aiguillage-selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la porte est plane. 12. Trappe d'aiguillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, 20 caractérisée en ce que le dispositif de commande est un vérin pneumatique. 13. Trappe d'aiguillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que la première ouverture et la seconde ouverture forment ensemble une ouverture.