Brevet FR2148370A1 — publié le 19730323

La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif servant à assurer l'écoulement d'une matière capable de se mettre en volte, à la sortie de récipients ou à travers des conduits, à l'aide de moyens produisant des jets. "e procédé et le dispositif peuvent s'appliquer au remplissage de cavités ménagées dans le sol, tout comme au transport, d'une manière plus générale, d'une matière à travers des canaux fermés tels que des conduites. "e procédé comporte l'emploi d'un jet de fluide de manière à disperser les particules de la matière qu'il s'agit de faire s'écouler, afin de réduire les forces de contact entre particules pendant que ces particules circulent dans le fluide lui-mme qui joue, au moins en partie, le rôle de milieu porteur. Le dispositif fonctionne le mieux sous la forme d'un dispositif sensiblement clos, ouvert uniquement à 1'extrémitd de sortie pendant l'opération d'écoulement, avec la protection du fluide sous la forme d'un jet dans la partie du dispositif où l'on introduit dans le conduit la matière qu'il s' agit de faire s'écouler, de même qu'en d'autres points où il peut arriver que la matière se mette en voûte. L'écoulement de matières capables dese mettre en volte se présente dans de nombreux domaines de la construction et de l'in- destrie. Les grains stockés dans les silos font souvent l'objet d'un écoulement pour le chargeseSt d'expédition, et cela par l'emploi simplement de la force de la gravité. Des matériaux d'amortissement, comme le sable utilisé dans les installations de préparation du béton et de charges d'asphalte, tendent à se lettre en volte, et il est nécessaire de prévoir des moyens spé- cipaux, tels que des vibrateurs, pour assurer un écoulement continu de la matière. Dans l'installation de grains à sable, il est nécessaire de remplir de sable une cavité formée dans le sol. Pour éviter l'effondrement de la cavité pendant l'opéraion de remplissage, et pour assurer un remplissage complet de la cavité, il faut faire couler le sable d'une manière continue et éviter la formation du sable en tas. Pour réaliser le courant nécessaire d'écoulement de sable sans formation de tas, il faut souvent utiliser un fluide comprimé, sous une pression de l'ordre de 7 k ci2, pour assurer l'écoulement à travers un tube vertical intro duit dans la cavité.L'utilisation d'une pression aussi élevée provoque souvent la-formation de "renards" et une augmentation de la pression de l'eau contenue dans les pores d'un sol humide, ce qui est nuisible au fonctionnement du dispositif de drainage de sable. I1 existe des matières saturées contenant une fraction majeure de matières granuleuses, comme le béton, dont on sait qu'elles forment des volutes et des bouchons, au point d'empêcher son écoulement continu lors de leur dép8t dans des tubes pour former des piliers en béton coulés en place, et des dispositifs de fondation semblables. Quand on transporte des matières granuleuses dans le sens horizontal, vertical ou sous une inclinaison quelconque, on utilise des dispositifs à ventilateurs de même que des dispositifs à vide, comme le sont les types de convoyeur à vis et autres.Tous les procédés, 'excepté la vibration servant à faire écouler des matières d'un type capable de se mettre en voûte se rapportent au problème de surmonter matériellement les effets de résistance de toute voûte ou de tout bouchon pouvant se former pendant l'opératipn d'écoulement. Bien que la vibration utilise une inversion des forces qui a pour effet de rompre les voûtes ou bouchons, la force vibratoire n'exerce pas, par ellemême, une force tendant à l'écoulement de la matière dans la direction désire. Il est évident, dès 1' abord, que le moyen le plus satisfaisant de faire circuler ou s'écouler une matière portée à se mettre en volte comprend un système qui non seulement réduise la pos- sibilité de formation de voûtes dans la matière qu'on fait s'écouler, mais qui fournisse en même temps l'impulsion nécessaire au maintien de la continuité du courant d'écoulement sans obstruer le conduit ou le chemin suivi par le courant. La présente invention consiste en un procédé plus simple et moins coateux à l'aide duquel on peut produire les effets désirables pour assurer l'écoulement de matières portées à former de svobtes, sans que ce procédé se heurte aux limitations propres aux procédés en usage jusqu'ici.La présente invention offre l'avantage supplémentaL- re, sur tout procédé vibwqtoire, que la rigidité du conduit dans lequel il s'agit de faire circuler la matière est sans rapport avec l'efficacité du procédé en ce qui concerne la suppression de la formation de voltes, Cela est en contraste marqué avec l'em- ploi des vibrations agissant sur le récipient plutôt que sur la matière; où plus le récipient ou le conduit est rigide, plus est élevée l'énergie de vibration fournie nécessaire à provoquer la rupture des bouchons et des voltes qui peuvent se former dans la matière. La présente invention est essentiellement caractérisée par le fait que l'on utilise au moins un jet d'un fluide dirigé de façon à passer à travers ladite matière à un niveau inférieur au sommet de ladite matière, de manière à réaliser une dispersion de cette matière par ledit fluide, en provoquant par ce moyen sa circulation. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description ci-après faite du procédé et dlun dispositif, en référence au dessin annexé, dans lequel la figure 1 montre une vue en coupe de l'une des formes de réalisation du dispositif qui peut être utilisé dans la mise en oeuvre de l'invention et qui fournit mi moyen de remplissage du récipient contenant la matière X qu'il s'ait de faire s'écouler par l'introduction d'un fluide en forme de jet F; la figure 2 montre une modification de l'extrémité supérieure du dispositif de la figure 1 qui permet de faire tourner le dispositif pendant qu'on fait s'écouler la matière M à la sortie du récipient à travers l'extrémité inférieure du dispositif. Le dispositif représenté se compose d'un récipient C dans lequel on introduit la matière M dans le dispositif à travers lequel il s'agit de la faire circuler. Le point d'entrée de la matière M dans le dispositif se trouve dans l'orifice d'entrée 4 situé dans la partie supérieure 52 en forme de canez Pour l'agencement vertical du dispositif, la-matière vient à reposer dans le récipient qui présente une partie inférieure 51 en cône et une partie 53 à c8tés droits. I1 va de soi qu'il existe un grand nombre de formes possibles qui permettent un fonctionnement convenable de l'appareil, lesquelles comprennent des formes cylindriques de même que des formes angulaires, avec ou sans parties d'extrémités en cône. I1 est également possible que le récipient ne soit pas constitué par autre chose qu'une partie du conduit à travers lequel il s'agit de faire circuler la matière M. Ie dispositif selon la figure 1 est exécuté avec un conduit de sortie 125 qui est relié au moyen de sa bride 126 à la bride 124 de la partie en cône 51. Le dispositif peut être fixé dans sa position verticale et entre levé et descendu par suspension, par un crochet, à un oeilleton 17 du raccord supérieur 6 formant bride et placé à l'extrémité supérieure de la partie en cone 52. Quand on utilise un dispositif sensiblement clos, un tube Il d'introduction du fluide est adapté de manière à actionner un vérin hydraulique 2 par l'intermédiaire du tube d'entrée en partie flexible 22, qui applique au moyen du piston 25, l'opercule 3 contre la face inférieure 20 de l'orifice d'entrée 4. Le mouvement relatif du cylindre 2 et de l'opercule 3 demande la présence de pivots 23 et 1 sur l'extrémité du piston et 1'extrémité arrière du cylindre 2 respectivement. L'extrémité de sortie du cylindre 2 débouche dans l'atmosphère Â à travers le tube de sortie 15 qui est en partie flexible. Quand il faut réaliser un joint étanche au fluide entre l'opercule 3 et le siège 20, on peut placer un joint 21 sur la surface d'appui entre 11 orifice et l'oper- cule. Le tube 11 fournit du fluide à travers le jet 13 qui est convenablement placé dans le voisinage du point où il se forme principalement des voûtes. Bien que le jet 13 dirige le fluide B dans la matière M suivant la direction générale du courant de circulation désiré, cela n'est pas indispensable, étant donné que le fluide tend à s 'écouler en direction de l'extrémité de sortie 125 du dispositif d'autant plus que cela est aussi le point où la pression a sa valeur la plus faible, ce qui est toujours le facteur qui détermine le sens d'écoulement d'un fluide. Non seulement l'introduction du fluide F au niveau où se forment les vof- tes aura pour effet de rompre celles-ci, mais elle assure également une séparation des particules formant la volte.L'utilisation d'un fluide compressible maintient également les particules à l'étant séparé, par le fait que, lorsqu'on s'approche de la région à basse pression, le fluide B tend à se dilater en aidant à la séparation des particules. L'application du fluide F à la surface supérieure de la matière M dans l'intérieur 16 de la partie supérieure du récipient C aide à l'écoulement effectif de la matière M dans la direction désirée. Cette introduction secondaire de fluide F peut se faire à travers le tube 14 qui peut aussi 8- tre relié à la conduite 11. il y a lieu d'observer qu'il n'est pas nécessaire que le tube 11 soit relié aux tubes 22 et 14 en mSme temps qu'à la buse 13 à jet.Chaque tube peut entre alimenté séparément, et l'on peut utiliser plus d'un fluide si on le désire. On peut pomper du mortier ou d'autres produits chimiques à travers la buse 13 et d'autres jets, de manière à assurer un mélange avec l'aggrégat M, pour obtenir un béton tel qu'on le désire ou d'autres réactions chimiques, tandis qu'on peut introduire de l'air par le tube 14 pour aider à l'écoulement du mélange. Et l'on peut introduire de l'air ou un autre fluide par le tube 22 pour assurer une fermeture de 1' orifice 4 au moyen de 1' opercule 3 Il est à noter que lorsqu'on ne désire pas utiliser le vérin hydraulique 2 pour la fermeture de l'opercule, on peut utiliser n'importe quel autre dispositif approprié de fermeture de cet opercule.Une seconde possibilité consiste à relier une corde ou une bielle & l'oeillet 24 de l'opercule 3, pour tirer matériellement sur l'opercule fermé sur l'orifice 4. "e mieux est de fermer de façon étanche l'orifice, pour éviter la formation d'une zone à basse pression qui dissiperait l'effet de la pression du fluide P en provoqnsnt un courant dans le sens désiré à travers le conduit 125. La figure 2 représente une forme de réalisation dans laquelle le moteur D, qui agit par l'intermédiaire d'un arbre de comman- de 5, actionne une botte de vitesses 8 qui fait tourner le tube Il d'admission du fluide, qui est relié à une bride 6, de manière à faire tourner le dispositif. "e fluide F est introduit dans le dispositif au moyen d'un tube 10 en passant à travers l'articulation 9 et ensuite à travers le tube d'introduction 11 dans la cuve 12. Â l'intérieur de la cuve 12, le fluide F introduit du fluide dans le cylindre hydraulique 2 à travers le-tube 22, puis dans le récipient C à travers le tube 4. Le fluide F est admis dans la buse 13 à jet à travers le tube 133.Quand on désire que le récipient C tourne, un dispositif approprié d'entratnement D peut entre supporté soit au-dessus soit en-dessous du récipient C. Le dispositif de la figure 2 est du type dans lequel le dispositif d'entratnement est au-dessus du récipient C. Un dispositif d'en traSnement monté en-dessous du récipient C peut; être adapté de façon appropriée, comme par exemple entre des brides 124 et 126, ou entre entratné autrement par l'intermédiaire d'une pièce deliaison appropriée, telle qu'un pignon à channe placé dans n'importe quelle position désirée, de manière à réaliser la rotation désirée du récipient C.Dans l'exemple de la figure 2, le méca nisme de commande D est'supporté sur un châssis 7 qui présente un oeillet d'assemblage 17 pour fixer de mQme que pour lever et faire descendre le dispositif, suivant qu'on le désire, en même temps qu'on fait tourneb le récipient C. Le dispositif de commande D est fixé au plateau 19 par des pattes 18 faisant partie du châssis 7. Pour simplifier, le dispositif de la figure 2 représente l'emploi d'un fluide unique F et l'introduction de matière M dans le récipient C, ce qui se fait de façon particulièrement aisée alors que le dispositif est maintenu immobile.Dans un dispositif du type clos, comme celui qui est représenté à la figure 1, le dispositif peut également fonctionner lorsque le tube d'intro duction Il est à l'intérieur du récipient G, comme cela est représenté à la figure 2. Dans ce dernier cas, le dispositif destiné à empêcher la formation en volte peut également fonctionner si la buse 13 prévue à l'estrémité du tube d'introduction 133 est fermée, le fluide P entrant dans l'extrémité supérieure--16 du recipient C.Dans cet exemple, le fluide P tend à circuler vers l'extrémité inférieure de sortie du récipient C, du fait de la différence de pression qui existe, et le fluide tend à suivre le chemin de moindre résistance qui se trouvera à la jonction maté- rielle entre l'extérieur du tube 133 et les parties 53 et 51 du récipient . Quand le fluide passe à travers cette région, les voltes formées par la matière M se rompent, et le fluide P, en continuant son chemin à travers la partie 51, rompt également les voltes, quelles qu'elles soient, qui existent en dessous de l'ex trémité inférieure de la buse 13. Dans un dispositif ouvert, on peut supprimer l'opercule 3, ou bien d'autres ouvertures peuvent titre prévues dans le sommet 16 du récipient C. Ces ouvertures permettent un courant ascendant du fluide à partir de la buse 13, courant qui rompt les voûtes formées au-dessus du niveau de la buse 13. En dirigeant la buse 13 à jet vers le bas, on peut pareillement rompre les voûtes formées plus bas que la buse 13. La direction de la buse et l'empla cement des ouvertures déterminent la direction finale du courant de matière Y, tout comme la vitesse du fluide atteinte dans le dispositif.Dans le dispositif ouvert, la force de pesanteur aura uné plus grande influence sur la direction finale du courant de matière Y que dans un dispositif fermé il y a lieu de retenir que la circulation de la matière capable de se mettre en volte peut être assurée lorsque le dispositif est immobile lorsqu'on le déplace dans le sens de l'axe et lorsqu'on le fait tourner, tout dépendant de l'agencement et de la conception de 11 équipement pour mettre en oeuvre le procédé ci-dessus décrit. il est à noter qu'on peut prévoir des points supplémentaires d'introduction de fluide, en vue de prévenir la formation de voûtes, aussi bien à différents niveaux à l'intérieur du récipient 16 qu'en différents points à l'intérieur du conduit 125 à travers lequel on fait circuler la matière M.Pour l'agen- cernent vertical du dispositif, les forces de gravitation aident également à la circulation de la matière X, quand on évite la formation de voûtes et de bouchons. Le volume de fluide F et la pression qu'il faut pour éviter la formation de voltes et introduire le courant de matière M varient avec le type de matière entratnée et avec sa teneur en humidité. Alors qu'unie pression de 7 xg/cm est souvent utilisée quand on fait circuler du sable dans d'autres dispositifs, avec la présente invention on a réalisé la circulation sous des pressions de 2,8 kg/cm2 seulement, et moins. Bien que ce soient certaines formes de réalisation particu lières de l'invention qui aient été décrites ci-dessus pour l'explication de l'invention, d'autres modifications sont, après étude de la description et des dessins, à la portée de l'homme de l'art. REVENDICAEIONS 1. Procédé destiné à assurer la circulation d'une matière tendant à se mettre en voûte, caractérisé par le fait qu'on utilise au moins un jet d'un fluide dirigé de façon à passer à travers ladite matière à un niveau inférieur au sommet de ladite matière, de manière à réaliser une dispersion de cette matière par ledit fluide, en provoquant, par ce moysz s'a circulation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on dirige le jet à l'intérieur de la matière. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fluide est gazeux. 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le fluide est de l'air. 5* Procédé selon la revendication 1 de remplissage d'une cavité avec une matière, caractérisé par le fait qu'est utilisée une trémie destinée à contenir ladite matière, que la partie basse dudit récipient est mise en communication avec ladite cavité, et qu'est assurée la circulation de ladite matière, contenue dans ladite trémie, dudit récipient dans ladite cavité. 6. Dispositif contenant une matière qu'il s'agit de faire circuler par le procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comprend un récipient à trémie présentant un orifice d'entrée de la matière et un orifice de sortie pour le passage de la matière animée d'un mouvement de circulation, et par le fait qu'il présente des points d'entrée du fluide en vue d'assurer la dispersion de ladite matière dans le fluide, en vue d'éviter la formation de voutes de cette matière, et de permettre par ce moyen la circulation de ladite matière à travers l'orifice de sortie en combinaison avec le fluide. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'on introduit dans la matière plus d'un fluide. 8/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on introduit plus d'un fluide pour faire circuler la matière. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fluide contient des produits chimiques, pour agir avec la matière entraînée dans un mouvement de circulation.