Brevet FR2259035A1 — publié le 19750822

La présente invention est relative à un procédé et des. installations de manutention, stockage et transport automatiques de produits solides. Les problèmes de manipulation, de transport, de stockage et de reprise des produits solides ont reçu jusqu'ici de nombreuses solutions. En particulier > lorsqu1il 's'agit d'alimenter une maehine ou une usine qui marche en continu alors que la matière première lui parvient de façon discontinue, par exemple dlune carrière ou dTune mine dont l'activité 5T interrompt la nuit ou encore par bateaux ou trains complets, il y a nécessairement stockage dTune partie ou de la totalité de l'arrivage puis reprise sur stock. Selon la granulométrie du produit à traiter et selon les tonnages divers appareillages existent ou ont été proposés, comprenant en général le déversement du matériau dans une trémie formant répartiteur et stockage pour le cas d'arrêt momentané, déversement de la trémie dans une bande transporteuse qui se déverse elle-même sur une aire de stockage, couverte ou non. Des engins de reprise sont fréquemment constitués drune chaine gratteuse dont la partie inférieure attaque le tas de matériau sous un angle variable et I'entraîne vers une bande transporteuse. Ces channes gratteuses, outre la variation possible de leur angle, peuvent, soit pivoter autour d'un axe vertical voisin de leur point de déversement sur la bande transporteuse > soit de déplacer parallèlement à celle-oi sur des rails. On utilise aussi des "roues- pelles" ou roues à godets tournant autour d'un axe horizontal, dont les godets attaquent le matériau dans leur mouvement ascendant et se déversent sur une bande quand ils sont arrive vers le sommet de leur course. Divers systèmes ont été imaginés pour leur déplacement. La bande transporteuse alimente 1'installation soit en continu soit pendant que les arrivages sont interrompus. Tous ces procédés présentent de grandes difficultés de marche lorsqu on doit traiter certains matériaux formés de parties solides de tailles variables, enrobées dans une matière piteuse et adhésive, comme par exemple certains matériaux de carrière formés d'unmélange, de blocs de roche avec un argile plus ou moins plastique et compacte selon les conditions météorologiques. On constate en effet que la trémie située à l'entrée del'installation s'obstrue par formation de voQtes entre les parois et que les engins de reprise perdent une grande partie ou la totalité de leur efficacité en raison de la présence de l'argile, qui adhère aux palettes des chaînes gratteuses ou au fond des godets des roues. La présente invention apporte une solution à ces problèmes, en supprimant la trémie à l'entrée de ltinstallation, et en procurant un engin efficace pour la reprise sur stock. Le point principal de l'invention est de faire appel, pour les points difficiles énoncés ci-dessus, à un appareil déjà utilisé dans une autre industrie, le convoyeur blindé, connu dans l'extrac- tion du charbon. Cet appareil couplé avec un rabot a été créé pour l'abattage du charbon en couches à pente faible et régulière. Il se composte d'un châssis très rigide en forme de caisson dont la partie supérieure est en forme de gouttière, muni à ses ex trémités de tambours dont l'un est moteur, et entrasse une ou plusieurs channes munies de raclettes qui passent dans la gouttière sur le châssis et reviennent par dessous. Une lame verticale munie de dents se déplace le long du chsssis en prenant appui sur lui, et constitue le "rabot1, qui pénètre dans le charbon et en fait tomber les morceaux sur le convoyeur qui les entraîne. Des vérins font avancer l'ensemble constitué par le convoyeur et le rabot lorsque ce dernier a parcouru la longueur du convoyeur. Etant donné que la houille ne contient que rarement des intercalations d'argile en quantité telle qu'elle puisse, par sa plasticité, transformer ensemble en masse pâteuse, il n'était pas évident qu'un tel engin puisse donner de bons résultats dans le problème qu'on se proposait de résoudre. On peut estimer que le succès du convoyeur blindé dans les mines est dû à la combinaison de deux qualités essentielles, d'une part la robustesse vertieale, qui lui permet de subir la chute des blocs de poids important, et d'autre part, la très grande rigidité dans le sens horizontal, qui permet del'utiliser comme support et point d'appui pour le rabot, et d'être déplacé d'une seule pièce sous l'action d'un nombre limité de vérins prenant appui sur les pièces du soutènement de la couche.Dans l'usage qui en est fait selon la présente invention, on fait également appel à son aptitude à subir la chute de blocs verticaux, mais aussi et surtout à sa très grande résistance au colmatage, dû à sa simplicité de formes et à l'absence de pièces mobiles entre les extrémités autres que la chaste. Selon le procédé de l'invention, on dirige le matériau à l'arrivage vers une installation de répartition automatique d'où une partie du matériau est envoyée directement à la production et l'ex- cédent au stockage, et lors de l'arr8t des arrivages on reprend du matériau sur le stockage. Pour l'installation de répartition automatique, on utilise de préférence deux convoyeurs blindés placés eôte-à-cte, dont la somme des débits maximaux est supérieure au débit maximal du dispositif qui les alimente, le premier alimentant l'installation de production et le second envoyant l'excédent au stockage, la vitesse du premier convoyeur étant commandée par un appareil comparant son débit instantanée en poids à une valeur de consigne, et agissant sur la vitesse pour maintenir le débit au voisinage de cette valeur de consigne, et 1marche et vitesse du second convoyeur sont commandées de telle sorte qu'il existe en permanence, au dessus des deux convoyeurs, un tas matériau dont la hauteur doit être comprise entre deux limites.La raison de ces limites est la suivante : si le tas est trop petit, toute variation momentanée de l'alimentation se traduira par une variation de la vitesse du premier convoyeur sous l'action du mécanisme de commande automatique, d'où des à-coups et une fatigue exagérée du matériel; si le tas est trop gros il y a risque de formation de voûtes sous lesquelles passeraient) ralet- tes des transporteurs.Dans la pratique, une hauteur du tas del'qrdre de la largeur de l'ensemble des deux convoyeurs et de préférence de la moitié de cette valeur paratt être la limite maximale, la 11- mite minimale pouvant être le quart de la largeur de ltensem- ble I1 est préférable que les deux convoyeurs fonctionnent en sens inverse. Cette disposition apporte plusieurs avantages : la disposition des bandes transporteuses qui évacuent le matériau est facilitée, les débits de chaque convoyeur sont plus réguliers car on évite que des masses importantes ne soient entraînées par les deux convoyeurs simultanément, et ne tombent de façon aléatoire sur l'une ie. tas le.tas - T - - - ou l'autre vole d'évacuation,en outre matériau est soumis à un effet de cisaillement qui s'oppose à la formation de voûte. L'excédent du matériau entraîné par le second convoyeur blindé est déversé sur une bande transporteuse qui le dirige verS 1' ai- re de stockage. L'engin de reprise est constitué essentiellement par un con voyeur blindé et un rabot, offrant des analogies avec ceux qu on utilise dans les houillères, mais modifié pour les adapter à l'usage particulier qu'on en fait ici > et qui attaque le stock à sa base. Le rabot, qui se déplace le long du convoyeur de façon classique est muni non pas de dents comme pour attaquer le charbon, mais d'une lame de profil continu, et dont la forme peut varier selon la nature du matériau. Son mouvement est commandé de façon automatique en fonction de la résistance à l'avancement, de telle façon que, s'il vient rencontrer une résistance dépassant une valeur fixée à l'avance, s'arrête, recule puis avance à nouveau, l'opé- ration pouvant être répétée autant que nécessaire-Qn aboutit ainsi à déplacer le bloc génant par rapport à son entourage plastique, et à le faire tomber. La chatne du convoyeur se déplace quant à elle, à une vitesse indépendante de celle du rabot, et entraine le matériau vers une bande transporteuse qui 1'envoie vers la fabrication. Le châs- sis du convoyeur se meut lentement perpendiculairement à sa grande dimension, de façon à reprendre tout le stock de façon progressive. Du côté opposé au rabot, une cloison mobile, solidaire du chassis du convoyeur est disposée de telle façon qu'elle empêche le matériau de tomber en arrière du convoyeur en cas d'éboulement. La hauteur de cette cloison, la hauteur du tas et la largeur du convoyeur ne sont pas des données indépendantes et doivent être déterminées avec soin pour chaque cas. On a trouvé, dans un exemple d'application, que la hauteur du tas de matériau pouvait atteindre environ 8 fois la largeur du convoyeur etla hauteur de la cloison environ 2 fois cette même largeur, la hauteur de la lame du rabot étant de 'l'ordre de une fois la largeur du convoyeur et trois fois la hauteur du bac du convoyeur. Une diminution exagérée de ces valeurs entrasse une diminution de capacité à longueur égale de course du convoyeur, sans gain proportionnel sur les frais d'installation. Une augmentation exagérée outre la fatigue du matériel donne un plus grand risque de formation de voûtes prenant appui sur le tas du matériau d'une part, et sur la cloison mobile d'autre part, entraînant l'arrêt du fonctionnement. Il est toutefois possible d'éviter ces incidents en disposant à hauteur convenable, c'est-à-dire plus haut que le convoyeur un engin de raclage dont le rôle est de maintenir une pente convenable sur le tas de matériau. Une disposition particulièrement avantageuse est celle où l'on prévoit deux convoyeurs blindés munis de rabot; placés de part et d'autre de la cloison mobile, se déversant sur la meme bande transporteuse et se déplaçant ensemble dans une aire de stockage dans laquelle on a disposé, d'une part le stockage intermédiaire qu'on vient de décrire, et d'autre part un stock qui peut être d'additif, l'ensemble formé par les deux convoyeurs et la cloison mobile se plaçant entre les deux stocks. En effet, on peut prélever alternativement sur l'un et l'autre stock,- celui des deux convoyeurs qui est inactif étant alors de réserve pour le cas où un éboulement passe au-dessus de la cloison mobile. A titre d'exemple non limitatif, on va décrire maintenant en se référant aux figures 1 et 2, une installation réalisée suivant le procédé de l'invention et destinée à la manutention et au stockage intermédiaire d'une matière première pour cimenterie, formée d'un mélange d'argile et de blocs de roche,paruiculièrement difficile à manutentionner. Fig.l représente une vue de côté, schématisée et partielle, de l'installation et Fig.2 une vue de dessus. Une bande transporteuse 1 déverse le matériau comprenant des produits calco-marneux, en blocs de O à 150 millimètres environ et venant de l'arrivage (non représenté) ou repris sur stock, sur ensemble répartiteur formé par les deux convoyeurs blindés 2,3 placés cte-à-côte sur un bAati commun 4. Dans une réalisation pratique, ces deux convoyeurs possèdent chacun un bac de 650 mm de large et 6 mètres de long, ils travaillent en sens inverse et reçoivent 250 tonnes/heure de produit Le matériau amené par la bande 1 forme, au-dessus des deux convoyeurs 2 et 3, un tas 5 de dimensions variables. Le convoyeur 2 entratne une partie du matériau,à raison de 135 tonnes/heure,sur la bande 6 qui 1'entratne vers la consommation immédiate. Cette bande passe sur un dispositif de pesée 7, dont les indications commandent la vitesse des convoyeurs 2 et 7. Le convoyeur 3 entrain le reste du matériau déversé, dans l'exemple 115 tonnes/heure,sur le tas vers la bande 8 qui le dirige vers l'aire de stockage,où il forme un tas en passant par un dispositif mobile de déversement 10. Le dispositif de reprise est formé de deux convoyeurs blindés 11,12 ayant ici une largeur de 650 millimètres et une longueur de 20 mètres,séparés par une cloison mobile 13, et mobiles sur des rails 14,15 ,leur vitesse de translation pouvant varier de 0,5 à 1,5 cm/minute . Chacun des deux convoyeurs est muni d'un rabot 16,17 qui se déplace dans cet exemple le long du convoyeur à une vitesse de 0,8 m/sec , l'un d'eux étant disposé pour attaquer le stock 9,l'autre pour attaquer un autre stock 18 de produit d'addition. Le stock peut ainsi-être de 1600 tonnes, le batiment dans lequel il est placé ayant par exemple une longueur de 5Q mètres et une largeur de 23 mètres. Les deux convoyeurs 11,12 se déversent sur la bande 19 qui renvoie les matériaux vers la bande 1 d'où ils sont dirigés vers la consommation par l'intermédiaire du convoyeur 2 et de la bande 6. -REVENDICATIONS- 1. Procédé de manutention, stockage et transports automatiques de matériaux solides dans lequel un matériau > dont la consommation s'opère à un rythme différent de celui des arrivages, est envoyé ên partie directement à la consommation immédiate et en partie stocké provisoirement puis remis sur stock selon les besoins de la consommatjon,les transports étant faits principalement à l'aide de bandes transporteuses, le procédé étant caractérisé en ce que lton reçoit les matériaux sur au moins deux éléments transporteurs juxtaposés ayant un débit maximal total supérieur à l'alimen- tation maximale en matériau, dont au moins 1 'un (alimenteur) débite sur l'installation de production et dont au moins l'autre (stockeur) débite sur un stock,que l'on règle les vitesses et marches des éléments de manière telle que l'alimenteur ait un débit correspondant à une certaine valeur de consigne et qu'il se forme en permanence au-dessus desdits éléments un tas de matériau, d'une hauteur déterminée comprise entre des limites fixées par des essais portant sur la régularité du débit de l'alimenteur et sur la tendance à la formation de voûte, et que le stockeur déverse sur une aide stockage l'excédent provenant de l'alimenteur 2.Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments alimenteur et stockeur travaillent en sens opposés. 3. Procédé selon la revendication 2,caractérisé en ce que les deux éléments transporteurs fonctionnent en sens opposé. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3 caractérisé en ce que la marche et l'arrêt et/ou.la vitesse du second convoyeur sont commandés de telle façon que la hauteur maximale du tas de matériau est comprise entre deux valeurs respectivement égales à la largeur totale de 1' ensemble des deux convoyeurs et à la moitié de celle-ct. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que la marche, l'arrêt et/ou la vitesse du second convoyeur (stockeur) sont commandés de telle sorte que la hauteur minimale du tas soit égale au quart de la largeur de l'ensemble des deux convoyeurs. 6. Appareillage ,notamment pour la mise en oeuvre d'un procé dé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5caractérisé en ce qu'il comporte, pour la reprise au stock, Un convoyeur blindé mobile perpendiculairement à sa grande dimension et muni d'un rabot attaquant le stock à sa base, et qu'te cloison verticale mobile solidaire du convoyeur est disposée le long de célui-ci, du côté qui ne porte pas le rabot. 7. Appareillage selon la revendication 6 caractérisé en ce que la hauteur du tas de matériau en stockage intermédiaire ne dépasse pas 8 fois la largeur du convoyeur, et en ce que la hauteur de la cloison est d'environ 2 fois la largeur du convoyeur. 8. Appareil selon l'une des revendications 6 et 7 caractérisé en ce qu'on utilise un engin de raclage disposé plus haut que le convoyeur, pour maintenir une pente convenable sur le tas de matériau. 9. Appareil selon l'une queloonque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce qu'on utilise deux convoyeurs blindés munis de rabots, placés de chaque côté de la cloison mobile et se dépla çant ensemble, et en ce qu'on dispose sur l'aire de stockage deux stocks de matériaux différents ou identiques , l'ensemble formé par les deux convoyeurs attaquant alternativement l'un et l'autre tas. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 caractérisé en ce que les deux convoyeurs fonctionnent en sens inverse. 11. Dispositif pour la répartition de matières solides dans deux directions, le débit dans l'une des deux directions devant restersensiblement égal à une valeur fixée à l'avance, caractérisé en ce qu'il comprend deux convoyeurs blindés sur lesquels le matériau se déverse et alimentant chacun une direction, ainsi qu'un dispositif de mesure automatique de débit, placé sur la voie où le débit doit être constant, et des moyens de commande des vitesses des convoyeurs, -disposés en sorte que la vitesse du convoyeur débitant sur la voie à débit constant soit régulière en fonction directe des indications du débit, et que l'autre convoyeur se met en marche ou s'arrête lorsque la hauteur du tas de matériau se trouvant sur les convoyeurs atteint une limite maximale ou minimale. 12. Dispositif selon la revendication 10 caractérisé en ce que les deux convoyeurs sont prévus pour fonctionner en sens inverse. 13. Dispositif pour la reprise sur stock de matériaux solides, caractérisé en ce qu'il est formé de deux convoyeurs blindés solidaires, d'une cloison verticale placée entre eux et d'au moins un rabot sur le bord de l'un d'eux opposé à la cloison, et d'un dispositif pour déplacer l'ensemble dans le sens perpendi oculaire à sa grande dimension.