Brevet FR2219759A1 — publié le 19740927

La présente invention concerne un mélangeur d'aliments liquides destinés à être distribuéSà des animaux, tels que notamment des porcs. On contai déjâ des installations ou des appareils de mélange et de distribution d'aliments liquides tells que ceux décrits dans les brevets français NO 70 03079, 70 30935 et 70 39632, qui sont cités ici à titre d'exemples. Ces installations comprennent essentiellement une cuve de mélange dans laquelle on mélange une quantité donnée d'aliment solide avec une quantité correspondante d'eau, une pompe ou un dispositif analogue pour pomper le mélange hors de la cuve et pour le distribuer par un réseau de tuyauteries commandé par des vannes vers un ensemble d'auges dans lesquelles le mélange est déversé. Le réseau de distribution peut être plus ou moins automatique. Si l'on considère, à titre d'exemple, l'alimentation des porcs, il est connu que l'on obtient une meilleure efficacité de l'élevage en prévoyant des repas à heures déterminées avec précision. D'autre part, il est préférable que toutes les bêtes logées dans une même enceinte mangent ensembles. Ces conditions ont conduit jusqu'ici à prévoir des cuves de mélange de grande capacité capable de contenir pratiquement toute la quantité d'aliments nécessaire pour un repas. Or, les grandes cuves présentent plusieurs inconvénients. Tout d'abord, elles sont évidemment encombrantes, lourdes, chères, etc. Ensuite, une bonne homogénéité du mélange est plus difficile à obtenir que dans une petite cuve, à moins d'utiliser des moyens de brassage puissants, mais lourds et chers.Enfin, il est toujours possible qu'une partie des bêtes, pour une raison de santé, mangent moins que prévu et qu'une partie du mélange reste inutilisée dans la cuve. Cette partie risque de fermenter et devrait en principe,être vidangée avant le repas suivant, ce qui entrasse une perte importante pour l'éleveur. Un objet de la présente invention consiste à prévoir une cuve de mélange d'aliments relativement petite qui évite les inconvénienxs mentionnés ci-dessus. En effet, on a remarqué que, Si la masse était agirée convenablement,Ie mélange entre la poudre d'aliment solide et l'eau pouvait être très rapide, de l'ordre de quelques dizaines de secondes, quand les masses à mélanger ne sont pas trop grandes. I1 faut noter également que, quand l'aliment solide ne se dissout pas dans l'eau, une bonne homogénéité du mélange ne peut être obtenue avec un simple agitateur dont l'axe est parallèle à celui de la cuve. En effet, l'agitateur imprime au mélange une rotation d'ensemble qui aboutit à une centrifugation, c'est à dire à une séparation partielle des éléments du mélange. Pour éviter cet effet centrifuge, on a pu proposé, comme dans les brevets français 70 30935 et 70 03079 de monter l'agitateur obliquement ou, comme dans le brevet français 1 601 645, d'agiter le mélange avec de l'air sous pression. Un objet de la présente invention consiste à prévoir une cuve de mélange dans laquelle on évite l'utilisation d'agitateurs proprement dits, l'agitation étant créée à partir de courants d'eau et de mélange liquide. Dans les brevets français 70 03079 il est déjà. prévu que le trop-plein de mélange envoyé dans le réseau de distribution peut être renvoyé dans la cuve de mélange et y créer une agitation secondaire. Toutefois, l'agitation primaire y est toujours établie par des agitateurs classiques. Dans les brevets français 70 50935, il est également prévu une dérivation sur la tuyauterie de départ, qui secondairement améliore le brassage, dontl'essentiel est assuré par un agitateur et un dispositif monté sur la pompe de refoulement. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu une cuve de mélange d'aliment solide déversé par une trémie avec de l'eau, sortant d'un tuyau d'alimentation, comportant une pompe centrifuge dont l'entrée d'aspiration baigne dans le liquide de la cuve et dont la sortie de refoulement est reliée à un tuyau de départ vers un réseau de distribution d'aliments liquides, le réseau de distribution comportant un tuyau de retour vers la cuve de mélange et le tuyau de départ comportant une dérivation débouchant dans la cuve de mélange et munie d'une vanne permettant de régler le débit du mélange dérivé par ladite dérivation, caractérisé en ce que la position et la direction de l'orifice de sortie de ladite dérivation dans la cuve sont telles qu'elles tendent à engendrer un premier tourbillon dans un premier sens immédiatement autour de la pompe. Suivant une autre caractéristique, la position é la direction de l'orifice de sortie du tuyau de retour dans la cuve sont telles qu'elles contribuent au premier tourbillon. Suivant une autre caractéristique, la trémie de déver semez est située juste au-dessus du niveau maximal du mélange dans la cuve et l'orifice de sortie du tuyau d'alimentation est pratiquemen à l'aplomb de la trémie de déversement au-dessous du niveau maximal du mélange dans la cuve, avec une direction telle qu'elle tend à engendrer un second tourbillon dans un second sens. Suivant une autre caractéristique, la trémie de déversemen de l'aliment solide est alimentée par une bascule automatique qui déverse son contenu dès qu'une quantité pondérale prédéterminée lui a été fourni, le déversement de la bascule déclenchant l'alimentation en eau de la cuve par le tuyau d'alimentation pendant un temps prédéterminé, la quantité d'eau envoyée dans la cuve pendant ledit temps prédéterminé correspondant à ladite quantité pondérale prédéterminée. D'autres caractéristiques de la présente invention apparattroni plus clairement à la lecture de la description suivante, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la-Fig. 1 représente une vue schématique d'un mélangeur d'aliments liquides suivant l'invention, la Fig. 2 représente très schématiquement la zone de la cuve du mélangeur de la Fig. t, dans laquelle tombe l'aliment solide, la Fig. 3 représente une vue schématique des positions et des dire ions des orifices des tuyaux débouchant dans la cuve du mélangeur de la Fig. 1, et la Fig. 4 est un schéma simplifié de l'installation de commande électrique, permetant d'expliquer le fonctionnement du mélangeur de la Fig. 1. La Fig. t montre schématiquement la cuve 1 du mélangeur de l'invention, associée à un réservoir 2 constituant une réserve d'eau et une bascule 3 assurant l'alimentation du mélangeur en aliment solide. La cuve 1 métallique a une forme générale cylindrique de, par exemple, 80 cm de diamètre et 80 cm de hauteur, avec un fond bombé. Il apparat bien que la capacité de la cuve 1 est petite par rapport à celle des cuves généralement utilisées dans les mélangeurs connus. A l'intérieur de la cuve 1, est prévue une pompe immergée 4 entrarnée au moyen d'un axe vertical 5 par un moteur électrique 6, placé au-dessus de la cuve 1. Le fond bombé de la cuve permet une aspiration centrale commode du liquide par la pompe 4 qui repose sur le fond 7 par des pieds 8. La cuve 1 repose sur un plancher 9 par des pieds 10 ou tout autre moyen de suspension. Le réservoir 2 métallique peut avoir une forme générale parallélêpipédique et une capacité d'environ quatre à cinq fois celle de la cuve 1. Pour rendre l'ensemble plus compact, le réservoir peut avoir, par exemple, une hauteur de 120 cm, ce qui correspond sensiblement à la hauteur de la cuve plus les accessoires qui la surmonte, et une largeur de 80 cm. Le réservoir 2 est alimenté en eau par une canalisation 11 pourvue d'une vanne 12 et raccordée au réseau d'adduction d'eau. Un tuyau de sortie 13 plonge au fond du réservoir 2 et est relié à l'entrée d'une pompe à eau 14. Le réservoir est fixé au plancher 9 par des pieds 15 ainsi que la pompe 14 par des pieds 16. La sortie de refoulement de la pompe 14 est reliée à l'entrée d'une vanne à trois voies 17 dont une sortie est reliée au tuyau 18 d'alimentation en eau de la cuve 1 et dont l'autre sortie est reliée à un tuyau de by-pass 19 débouchant dans le réservoir 2. Comme on le verra ci-après, la pompe 14 fonctionne en permanence, dès que le mélangeur est en service, et selon la position de la vanne 17, l'eau refoulée par 14 est renvoyée dans le réservoir 2 par 19 ou dans la cuve 1 par 18. Cette disposition permet d'éviter de trop nombreux démarrages de la pompe 14 ce qui la détériorerait rapidement, la commutation étant effectuée dans la vanne 17. Au repos, la vanne 17 ouvre le tuyau de by-pass 19 qui renvoit au réservoir 2 toute l'eau refoulée par 14. La vanne 17 est mise au travail pwr un relais à minuterie ou temporisation (non montré à la Fig. 1). Au travail, la vanne 17 alimente la cuve 1 par le tuyau 18. La bascule 3 est alimenté par une vis classique (non montre) dès que le mélangeur esten service. Chaque fois que la bascule 3 a reçu une quantité pondérale prédéterminée d'aliment solide provenant de la vis, elle provoque la chute de cette quantité de solide dans la cuve 1 nar la trémie 20. La pompe 4 a sa sortie reliée à un tuyau de refoulement 21 qui sor verbicalement, le long de la paroi de la cuve 1 et qui ai:imente une installation de distribution 22 en aliment liquide. L'installation de distribution 22 peut êrre classique et est représentée très schématiquement à la Fig. 1. Elle peut comprendre un certain nombre de canalisations 23 assurant le remplissage des auges 24. L'installation 22 comporte un tuyau de retour 25 dont l'orifice 28 se trouve, dans la cuve 1, juste au-dessus de la partie centrale de la pompe 4. Le tuyau de refoulement 21 comporte encore une dérivation reliée à l'entrée d'une vanne simple 26 dont la sortie est reliée à un tuyau de dérivation 27 dont l'orifice 29 se trouve, dans la cuve 1, au fond de celle-ci, à la périphérie de la pompe 4. La vanne 26 n'agit pas par tout ou rien, mais est toujours ouverte pour assurer le retour direct d'une partie de-l'aliment liquide dans la cuve 1, quand la pompe 4 fonctionne. On remarquera que les tuyaux 25 et 27 sont coudés à l'intérieur de la cuve 1 de manière, que par les directions de leurs sorcies, ils engendrent un tourbillon liquide, au fond de la cuve, dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. La position de l'orifice 28 au voisinage de l'axe évite, dans la région à faible vitesse au-dessus de la pompe, laformatîon de dépôts solides. De même, dès la mise en route de la pompe 4, le liquide ramené par le -tuyau 27 crée une agitation au fond de la cuve pour remélanger des particules solides qui ont pu se décanter au cours-d'une période de repos. Le tuyau d'alimentation en eau 18 débouche dans la cuve 1 au-dessous de la rémie 20, son orifice 30 apparaissant sur les Figs. 2 et 3. La direction de sa sortie est telle que l'eau entrant dans la cuve y crée un tourbillon dans le sens des aiguilles d'une montre. On conçoit bien que la création de deux tourbillons superposés de sens inverses assure une excellente agitation de la masse liquide à l'intérieur de la cuve 1 de faible capacité et, donc, une bonne homogénéité du mélange liquide. La cuve 1 comporte encore une rampe hélicoidale 31 dans le sens-contraire des aiguilles d'une montre, dont la base se trouve dans la moiré inférieure de la cuve 1 et dont le sommet se trouve comme le montre la Fig. 2, à la hauteur de l'orifice 20 de 18. La rampe 31 est alimenté par le tourbillon crée par 28 et 29 et on obtient ainsi sous la trémie 20 une zone très agitée. Sous la trémie on a également prévu une grille 32 inclinée, comme le montre la Fig. 2, et traversant la zone agitée entre 31 et 20. Cette grille 32 ou tout moyen tamiseur équival-ent assure le ralentissement du paquet d'aliment solide déversé par la bascule 3, et l'agitation régnant dans cette zone fait que pratiquement aucun gros bloc de solide ne peut tomber au fond de la cuve 1. La cuve 1 comporte enfin un détecteur de niveau maximal représenté schématiquement en 33 et un détecteur de niveau minimal représenté schématiquement en 34. De même, le réservoir 2 comporte un détecteur de niveau maximal 35 et un détecteur de niveau minimal 36. La Fig. 3 illustre les positions relatives, en plan, des orifices 20, 28 et 29 et de la partie supérieure de la rampe 31, ce qui permet de mieux comprendre la formation des tourbillons et des zones agitées, déjà mentionnés ci-dessus. Le schéma électrique de la Fig. 4 va permettre d'expliquer en détail le fonctionnement du mélangeur de la Fig. 1. L'alimentation se fait en courant alternatif entre une phase P et le neutre N. L'enroulement 37 est celui du contacteur commandant la marche de la pompe 4; son chemin d'excitation comprend l'interrupteur marche-arrêt 38 et le contact de repos 39; le contact 39 est ouvert par le détecteur 34 quand le niveau de liquide dans la cuve 1 descend au-dessous de 34. L'enroulement 40 est celui du contacteur commandant la marche de la vis alimentant la bascule 3 en aliment solide; son chemin d'excitation comprend l'interrupteur 38, le contact de repos 41 et le contact de repos 42; le contact 41 est ouvert par le détecteur 36 quand le niveau d'eau dans le réservoir 2 descend au-dessous de 36; le contact 42 est ouvert par le détecteur 33 quand le niveau de liquide dans la cuve 1 dépasse 33. L'enroulement 43 est celui du contacteur commandant la marche de la pompe 14; son chemin d'excitation comprend l'interrupteur 38, le contact 41, le contact de travail 45 et le contact de repos 46; le contact 45 est fermé chaque fois que la bascule 3 se déverse dans la cuve 1; le contact 46 est ouvert quand le relais 44 fonctionne.L'enroulement 47 est celui du contacteur de la vanne 17; son chemin d'excitation comprend l'interrupteur 38 le conÀ.act 42 et le contact de travail 48; le contact de travail 48 es fermé quand le relais 44 fonctionne. L'enroulement 49 est celui du contacteur commandant la marche de la vanne 12; son cherr d'excia-.ion comprend le contact de repos 50; le contact 50 est ouvert par le dé ecteur 35 quand le niveau d'eau dans le réservoir 2 dépasse le niveau de 35. On va maintenant décrire le fonctionnement, en supposant qu'au départ, le mélangeur est à l'arrêt, c'est à dire que l'interrupteur 38 est ouvert. On peut supposer également que la vanne 12 est fermée, c'est à dire que le réservoir 2 est plein d'eau. A la fermeture de 38 par l'opérateur, la pompe 14 est mise en marche par 43 et de l'eau circule dans la vanne 17 vers 2. Si la cuve 1 n'est pas pleine, la vis d'alimentation de la bascule 3 se met à tourner et ajoute du solide sur le plateau de la bascule. Quand le poids de solide a atteint, par exemple, 5 kg, si la bascule est réglée pour cette valeur, les 5 kg de solide sont précipités dans la cuve 1 et le contact 45 se ferme. Le relais 44 est mis au travail et, par son contact 48 commute l'électrovanne 17 qui alimente par 18. Le relais temporisé 44 reste au travail pendant un temps prédéterminé qui, dans l'exemple décrit, correspond à un déversement de 15 litres d-'eau par 18 dans la cuve 1,soit pratiquement la quantitté d'eau nécessaire pour un mélange adéquat avec 5 kg d-'aliment solide A la fin de la temporisation du relais 44, la vanne est de nouveau commutée à sa position initiale. il est bien évident que les débits de la vis et de la pompe sont indépendants, c'est pourquoi le contact de niveau maximal 33 permet d'arrêter le fonctionnement; ce qui assure également qu'une nouvelle quantité d'eau ne peut plus être introduite dans la cuve 1. Le détecteur 34 permet d'éviter que la pompe 4 ne fonctionne à sec. On notera que, quand le réservoir 2 a sonvniveau d'eau plus bas que 36, la vis, la pompe 14, notamment sont arrêtées, mais que la pompe 4 peut continuer à alimenter l'installation de distribution 22 tant que le niveau de la cuve 1 ne descend pas au-dessous de 34. il est bien évident que la bascule 3 peut être réglée pour être déclenchée quand un autre poids, par exemple 10 Kgs, de solide lui a été fourni par la vis. De même, la constante de temps du relais 44 peut être réglée différemment de manière que la vanne 17 laisse passer une quantité d'eau différente. La vanne 26 est également réglable, notamment à la mise en route de l'installation pour régler le débit de la dérivation directe vers la cuve 1. A noter également, que le fonctionnement électrique automatique tel qu'il vient d'être décrit en relation avec la Fig. 4, peut être modifié en prévoyant des interrupteurs de marche-arr & forcé d'un ou de plusieurs enroulements. il est ainsi possible pour l'opérateur d'interropre arbitrairement le fonctionnement de la vis, donc celui de la bascule 3, de déclencher plusieurs fois le relais 44 de manière à ce qu'une quantité donnée d'eau soit envoyée dans la cuve 1. Cette disposition permet à l'opérateur de rincer l'installation de distribution 22 après un repas, la quantité d'eau de la cuve 1 étant bien connue, ce qui permet ensuite d'y ajouter une quantité de solide convenable. il est également possible de chauffer l'eau du réservoir 2 au moyen de résistances immergées et de remplacer les auges 24 par des tétines pour adapter le mélangeur à une installation d'alimentation d'animaux jeunes. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, il faut comprendre que ladite description n'a été faite qu'àtitre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICADIONS 1) Mélangeur d'aliments liquides comprenant une cuve de mélange d'aliment solide, déversé à travers une trémie, avec de l'eau, sortant d'un tuyau d'alimentation, comportant une pompe centrifuge de distribution dont-l'entrée d'aspiration baigne dans le liquide de la cuve et dont la sortie de refou lement est reliée à un tuyau de départ vers un réseau de distribution d'alimentst liquides, le réseau de distribution comportas un tuyau de retour vers la cuve de mélange et le tuyau de dépar;; comportant une dérivation débouchant dans la cuve de mélange et munie d'une vanne permettant de régler le débile du mélange dérivé par-ladite-dérivalion, caractérisé en ce que la position-et la direction de l'orifice de sortie de ladite dérivation dans la cuve sont telles qu'elles tendent à engendrer un premier tourbillon dans un premier sens, immédiatement autour de la pompe. 2) Mélangeur d'aliments liquides suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la position et la direction de l'orifice de sortie du tuyau de retour dans la cuve sont telles qu'elles contribuenc audit premier tourbillon. 3) Mélangeur d'aliments liquides suivant la revendication1 ou 2, caractérisé en ce que la trémie de déversement est située juste au-dessus du niveau maximal du mélange de la cuve e en ce que l'orifice de sortie dudit tuyau d'alimentation est pratiquement à I.'apl.omb'de ladite trémie avec une direction telle qutelle tend à engendrer un second tourbillon dans un second sens de rotation. 4) Mélangeur-d'aliments liquides suivant l'une des revendications 1 à 3, 'caractérisé en ce que les aliments solides, déversés à travers ladite trémie, tombent sur une grille inclinée, sa face supérieure étant tournée vers ledit orifice dudit tuyau d'alimentation. 5) Mélangeur d'aliments liquides suivant l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que, les deux dits 1ourbillons étant crées l'un au-dessous de l'autre, une rampe hélicoldale est prévue dans la cuve, le sens de la rampe étant le meme que celui du tourbillon inférieur, l'extrémité inférieure de la rampe se trouvant dans le tourbilllon inférieur et son extrémité supérieure débouchant dans le tourbillon supérieur. 6) Mélangeur d'aliments liquides suivant les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure de ladite rampe se trouve juste derrière la face inférieure de ladite grille inclinée. 7) Mélangeur d'aliments liquides suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite est alimentée par une bascule automatique qui déverse son contenu dans la cuve dès qu'une quantité pondérale prédéterminée lui a été fournie, le déversement de la bascule déclenchant l'alimentation en eau de la cuve par ledit tuyau d'alimentation pendant un temps prédéterminé, la quantité d'eau envoyée dans la cuve pendant ledit temps prédéterminé correspondant à ladite quantité pondérale prédéterminée. 8) Mélangeur d'aliments liquides suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la cuve est associée à un réservoir d'eau dont l'eau est soutirée par une pompe d'alimentation dont la sortie de refoulement est reliée à l'entrée d'une électrovanne à deux sorties, la première sortie de I'électrovanne étant reliée audit réservoir et la seconde audit tuyau d'alimentation, l'électrovanne étant ouverte vers ledit tuyau d'alimentation pendant lesdits temps prédéterminés. 9) Mélangeur d'aliments liquide8 suivant l'une des revendications 1 à 89 caractérisé en ce que la cuve de mélange est de capacité relativement petite relativement à la quantité d'aliments liquides envoyée à l'installation de distribution lors d'un repas. 10) Mélangeur d'aliments liquides suivant l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que ledit réservoir à eau comporte des résistances chauffantes pour chauffer l'eau avant de l'envoyer dans la cuve de mélange.