Brevet FR2149285A1 — publié le 19730330

L'invention concerne un procédé pour la distribution de matériaux pulvérulents, ainsi qu'unie trémie pour la mise en oeuvre du procédé. L'invention s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, à l'extraction de la farine. Pour le stockage de la farine, chez le boulanger par exemple, afin de supprimer le sac, son entretien et sa manutention, tant chez le fournisseur, au cours du transport, que chez l'utilisateur, il est connu d'aménageur généralement dans un local de la boulangerie, une trémie dans laquelle est déversée la farine, et ce, généralement au moyen d'un transport pneumatique. De nombreux matériaux pulvérulents, et plus particulièrement la farine, ont un écoulement difficile à maitriser surtout lorsque llon désire extraire, à des temps espacés, des quantités de matériaux variables à partir dtun stock important. En effet, le produit en vrac a tendance à s'agglomérer et à se tasser dans la trémie, si bien que lorsqu'il est soumis à une contrainte quelconque, mécanique ou par gravité, son écoulement est perturbe. Cette perturbation, a actuellement deux conséquences très gênantes qui ont freiné la généralisation de la distribution en vrac de matériaux pulvérulents, et notamment de farine, chez llutilisateur, La première conséquence peut provoquer llarret total de la distribution à partir de la trémie.On rencontre ces phénomènes lorsque l'on utilise des trémies dont la vidange par gravité s'effectue par un orifice inférieur. En pareil cas, il se creuse une cheminée dans la masse du matériau stocké audessus de l'orifice de sortie ei bien qu'entre deux extractions les parois de cette cheminée durcissent et la crotte formée interrompt partiellement ou totalement la distribution.Dans les trémies utilisant des moyens d'extraction mécanique tels que une ou plusieurs vis d'archimède stétendant sur toute la longueur de la goulotte formant le fond de la trémie longitudinale, ou balayant le fond de la trémie cylindrique, le matériau pulvérulent a tendance à former des voûtes ou des tunnels si bien que les vis ne sont plus alimentées normalement et la distribution devient faible puis quasiment nulle. Dans les deux cas, l'utilisateur doit intervenir fréquemment en martelant la trémie et le produit pulvérulent pour détruire voûte, cheminée ou tunnel.Que llintervention se fas se manuellement, ou au moyen de vibreurs, ou par des injections d'air sous pression dans la trémie, elle conduit toujours irrémédiablement à provoquer un tassement encore plus important des matériaux pulvérulents. L'intervention est bénéfique pour une distribution à court terme mais elle agrave encore, du fait de l'augmentation de tassement, les risques de voatage pouvant intervenir lors dlune distribution à long terme. La deuxième conséquence, extrêmement gênante, réside dans le fait que dans toute trémie connue actuellement le premier matériau stocké ntest pas systématiquement le premier matériau distribué. Autrement dit, la trémie n'extrait pas régulièrement et complètement le matériau dans tordre où il a été rempli. On désignera, dans la suite de la description, ce phénomène par "extraction chronologique". Les inconvénients provoqués par une extraction non chronologique sont très nombreux et faciles à saisir. Ainsi, par exemple et en rapport avec la première conséquence, il est bien évident qu'un matériau ancien aura beaucoup plus tendance à se tasser, s'agglomérer ou se voûter qu'un matériau neuf.Pour éviter la première conséquence, décrite ci-dessus, la majorité des utilisateurs vident entièrement leur trémie après chaque livraison, provoquant ainsi une rupture de stock. Les fournisseurs doivent donc repondre à un approvisionnement immédiat souvent difficile à satisfaire. Parmi toutes les trémies connues procédant par extraction non chronologique, on peut mentionner par exemple celles opérant la vidange par gravité. Au-dessus de orifice de sortie, se creuse une cheminée bordée par du matériau qui ne sortira que s'il est forcé. Dans le cas de Itutilisation de vis d1archimède disposée au fond d'une trémie longitudinale, on constate que les spires de depart de la vis, opposée à l'orifice de sortie, se remplissent de farine, puis que la vis transporte cette farine dans la masse vers l'orifice, sans pouvoir prendre de la nouvelle matière le long de son parcours car elle est déjà remplie. Dans ces conditions, la trémie se vide par tranches verticales successives progressivement jusqu'à l'orifice de sortie.Le matériau stocké horizontalement est donc distribue verticalement, sans aucun respect de chronologie. La tranche verticale située du côté de l'orifice ne s'évacuera qutian cas de vidange totale de la trémie provoquant ainsi une rupture de stock déjà mentionnée. Le procédé selon l'invention et trémie pour la mise en oeuvre de ce procédé vise à remédier à ces inconvenients, et à cet effet l'un de leurs premiers buts est de garantir une extractipn intégrale avec un débit du maté riau rigoureusement régulier. Cette extraction s'effectue en l'absence de toute anomalie d'écoulement dans la masse du matériau telle que le voltage ou les cheminées. Un autre but de l'invention est de garantir des prélèvements rUguliers du matériau sur toute la longueur et toute la largeur à partir du fond. Ainsi, la chronologie est parfaitement respectée c'est à dire que le matériau le premier déversé dans la trémie en est le premier extrait. Un autre but de la trémie selon llinvention est de permettre une utilisation optimale à la fois sans ennui d'extraction ou rupture de stock. Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que l'on entraîne horizontalement dans la masse, en une première zone longitudinale, des quantités de matériaux croissantes, que llon reprend le matériau au début d'une deuxième zone longitudinale située en-dessous de la première, et que l'on entraide le matériau dans cette deuxième zone, en sens opposé à la première, en y ajoutant progressivement des quantités telles que les sommes des masses de matériaux introduites le long de chaque zone, dans une meOme tranche verticale de la trémie, soient égales sur toute sa longueur, quelle que soit la tranche considérée, afin que la surface supérieure du matériau stocké reste constamment sensiblement horizontale pour que le matériau le premier stocké soit le premier distribué. La trémie pour la mille en oeuvre du procédé selon l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comprend, une cuve en forme de goulotte longitudinale, une première vis de transport du matériau pulvérulent s'étendant sur toute la longueur de la cuve au fond de la goulotte, un orifice de sortie du ma matériau, ménagé dans la cuve à proximité de ltextrémité de la première vis, une deuxième vis de transport, placée dans la cuve à un niveau supérieur à la première et conduisant le matériau dans une direction opposée à l'orifice de sortie. L'invention sera bien comprise an se référant à la description suivante du procédé et dela urémie illustrée à titre d'exemple non limitatif, par le dessin annexé par lequel: - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale de la trémie - la figure 2 est une vue en coupe transversale - la figure 3 est une vue de détail des deux vis de transport illustrant un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. On décrira d'abord la trémie schématisée aux figures I et 2. Elle comprend une cuve longitudinale 1 formant au moins à sa partie supérieure une goulotte 2. Dans la face latérale avant 3 de la tremie est aménagé un orifice 4 au travers duquel passe une première vis de transport 5 s'étendant sur toute la longueur et au fond de la goulotte 2. On pourrait également réaliser cette trémie 1 avec un orifice de sortie exécuté au fond de la goulotte mebme et non pas dans une de ses parois latérales. Dans la paroi latérale arrière 6 il est exécuté un perçage 7 laissant passer et guidant l'arbre 8 de la première vis de transport 5. Cette vis est entrainee en rotation par un groupe moto-réducteur 9. Sur l'arbre 8 est calé un pignon de commande 10 coopérant par exemple avec un pignon intermédiaire 11 à ltentrasnement d'une roue dentée 12 calée sur l'arbre 13 d'une seconde vis de transport 14 parallèle à la première vis 5 et située audessus de celle-ci. L'entra1nement des deux vis qui s'effectue simultanément par le groupe 9 peut également être réalisé par d'autres moyens connus tels que des roues dentées accouplées à une chaîne0 La deuxième vis de transport 14, guidée dans des paliers 15 et 16 des faces latérales avant 3 et arrière 6 de la trémie, présente des batteurs constitués par les bras radiaux 17 en saillie et fixes sur la vis. La caractéristique essentielle du procédé selon l'invention consiste à provoquer deux entrainements horizontaux en sens opposé du matériau dans la masse, en augmentant progressivement le volume transporté par chacune des deux vis. Les quantités ajoutée à chacune de ces vis, dans chaque tranche verticale sont liées pour parvenir à la chronologie, et à un prélèvement rdgu- lier du matériau sur toute la longueur et toute la largeur de la trémie à partir du fond. Les différents paramètres, intervenant dans la réalisation de la trémie, à savoir par exemple le type de vis utilisées et non pas, le rapport de vitesse entre chaque vis, peuvent ttre étudiées dans chaque cas particulier, en fonction des choix de depart, afin que les sommes des masses des matériaux introduites le long de chaque vis dans une mme tranche verticale de la trémie soient égales sur toute sa longueur quelle que soit la tranche considérée. On obtiendra ainsi la chronologie verticale souhaitée, De nombreuses vis de transport, sont utilisables pour la mise en oeuvre de ce procédé, Parmi elles, on peut citer les vis d'archimède pleines à pas variable continu ou discontinu.Pour des rainons économiques, on peut également utiliser des vis du type décrit dans la demande de brevet No dépose au nom du présent demandeur, cette vis étant constituée par une vis à ruban de pas et de diamètre extérieur constant mais dont la largeur du ruban varie vers le centre de la vis. Ce dernier type présente l'avan- tage de permettre un écoulement transversal entre les spires facilitant ainsi le passage du matériau de la première zone à la deuxième zone, tout le long de la trémie afin d'éviter le phénomène de vofltage. De telles vis à ruban peuvent être également à pas continu ou discontinu. Pour des raisons de fabrication de ces vis, il s'est avéré souhaitable de les diviser longitudinalement en plusieurs parties telles que a, b, c, d, e (figure 1) ou a, b, c, d, e, f (figure 3), à pas constant0 On provoque ainsi dans la première zone supérieure une avance dlun volume croissant de matière en direction opposée à l'orifice de sortie 4 par l'intermédiaire de la deuxième vis de transport 14 qui, à l'aide des batteurs 17 décompresse le matériau et permet une meilleure régularité de l'extraction0 On peut, dans certains modes d'exécution tel que schématisé à la figure 3 utiliser une deuxième vis 14 dont le filet dlentralFhement ne serait pas prolongé jusqu'à la paroi 6 afin d'obtenir une meilleure réception du matériau depuis la première zone supérieure jusqu'à l'entrée de la deuxième zone occupée par la vis 5. La première vis de transport 5, a pour rôle qu'il transmet le matériau de la paroi 6 à la sortie 4. De la meme façon que pour la vis 14, llentraiEement du matériau s'effectue par volume progressif croissant. Les deu x vis 5 et 14 de telle manière que la somme des quantités des matières entraidées par n'importe quelle tranche verticale de leur parcours soit égale, quelle que soit cette tranche, sur toute la longueur de la trémie. Les deux vis peuvent être à pas contraires et tourner daps le meme sens ou à pas identiques et tournant en sens inverse, en croisant les moyens de transmission. Si les tronçons transportant un volume constant sur chaque vis sont identiques en pas et en dimensions, la vis 14 tournera moins vite que la première vis 5.Par contre, les vitesses peuvent étire égales en réalisant pour ces deux vis des tronçons différents. De nombreuses variantes en fonction des paramètres peuvent apporter des solutions satisfaisantes en ce qui concerne ltextraction chronologique. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, les conditions expérimentales et les vis qui ont permis de parvenir à des excellents résultats - deuxième vis de transport 14 vis à ruban en pas à gauche de diamètre 180. premier tronçon a: 900 mm; épaisseur du ruban: 18 mm. deuxième tronçon d: 900 mm; épaisseur du ruban: 24 mm. troisième tronçon c: 1 420 mm ; épaisseur du ruban 30 mm. distance entre extrémité du tronçon c et paroi 6 : 400 mm. - première vis de transport 5 vis de meme diamètre que la précédente en pas à droite. premier tronçon d: 900 mm; épaisseur du ruban 18 mm. deuxième tronçon e: 900 mm; épaisseur du ruban 27 mm. troisième tronçon: 2 270 mm ; épaisseur du ruban 36 mm. La vitesse de rotation des vis 14 et 5 ont été respectivement de huit tours et de vingt quatre tours par minute pour un débit de matériau de trente cinq quintaux par heure. Les sommes des quantités ajoutées à chaque vis dans les tranches verticales a-f, b-f, c-e, c-d, ont été également réparties sur toute la longueur de la trémie et d'une valeur de quinze kilos par minute. Lors de la vidange de la trémie on a constaté que la surface de remplissage initial sensiblement horizontal garde cette même forme tout au long de ltopération. I1 se crée en surface de très légères vaguelettes montrant quel'ensemble soumis à une décompression efficace est extrait chronologiquement. Les variations de débit sont quasiment inexistantes. Les essais effectués uniquement avec la vis inférieure 5 ont pu montrer le rôle important joué par la vis supérieure du fait de son mouvement horizontal contraire, notamment en ce qui concerne l'absence de voatage mais également l'extraction chronologique. En effet, la vis inférieure seule a ten- dance à provoquer dans la trémie à partir d'une surface sensiblement horizontale une surface en dents de scie verticales qui est correctement rectifiée par la deuxième vis supérieure. Le rapport de vitesse entre les vis 5 et 14 doit être naturellement adapté au type de matériau qui, dans l'exemple ci-dessus, était de la farine0 En effet, la vis 14 étant complètement entourée de matériau entrain un mouvement global de la masse qui nécessite une certaine énergie que llon pe ut considérer comme non utilisée pour le transport efficace du produit. Cette fonction est intéressante pour éviter le voltage au-dessus de la vis 5. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'un mode d'exécution particulier et de conditions opératoires déterminées, elle couvre également d'autres réalisations qui en utilisent les caractéristiques essentielles. REVENDICATIONS 1) Procédé pour la distribution de matériaux pulvérulents, à partir d'une trémie longitudinale à parois inclinées, caractérisé par le fait que l'on entraíhe horizontalement, dans la masse, en une première zone longitudinale constituée de matériaux croissants, que lton reprend le matériau au début d'une deuxième zone longitudinale située en-dessous de la première, et que lton entraîne le matériau dans cette deuxième zone en sens opposé à la première, en y ajoutant progressivement des quantités telles que les sommes des masses de matériau introduites le long de chaque zone dans une meme tranche verticale de la trémie soient égales sur toute sa longueur, quelle que soit la tranche considérée, afin que la surface supérieure du matériau stocké reste constamment sensiblement horizontale pour que le matériau le premier stocké soit le premier distribué. 2) Trémie pour le stockage et la distribution de matériaux pulvérulents selon le procédé de la revendication 1, caractérisée par le fait quelle comprend une cuve en forme de goulotte longitudinale fermée, une première vis de transport de produits pilkrérulents s'étendant au fond de la goulotte à proximité de l'extrémité de la première vis, une deuxième vis de transport, placée dans la cuve à un niveau supérieur à la première conduisant le produit dans une direction opposée à orifice de sortie. 3) Trémie selon la revendication 2 caractérisée en ce que sur la deuxième vis de transport sont fixés des batteurs constitués par des bras radiaux afin de provoquer une décompression dans la masse du matériau. 4) Trémie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux vis de transport sont du type à ruban, de pas et de diamètre extérieur constants dont la largeur du ruban varie vers le centre de la vis. 5) Trémie selon la revendication 3 caractérisée en ce que la variation de la largeur du ruban est discontinue le long de chaque vis. 6) Trémie selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le filet de la deuxième vis de transport est arreté avant la face de la trémie opposée à la face de sortie. 7) Trémie selon ltune quelconque des revendications précédentes caractérisée par le fait que les deux vis tournent dans le meme sens et sont à pas contraire.