Brevet FR2280423A1 — publié le 19760227

La présente invention concerne une installation de mélange automatique de liquides et solides en proportions constantes destinée à fabriquer autoina- tiquement un produit homogène composé d'un ou plusieurs li quides seul ou mélangé avec un ou plusieurs solides broyés en proportions constantes selon un ou plusieurs programmes déterminés à ltavance Plus particulièrement, le produit ainsi obtenu est notamment destiné à l'alimentation du bétail. On connaît actuellement des appareils effectuant de tels mélanges : ils sont basés sur un dosage en poids ou en volume des corps à mélanger au moment du chargement ; mais les dispositifs de mesure nécessaires sont encombrants et compliqués de telle sorte que les ingte- dients qu'il est possible de mélanger se limitent au maximum, en continu, à un liquide plus un ou deux solides, ce qui né cessite souvent en amont une autre mélangeuse à sec. En outre, les appareils connus se limitent tous à l'utilisation de solides stockés à proximité de la mélangeuse.Or, il est souvent impossible d'effectuer un stockage contigü en particulier dans le cas des ensilages de céréales ou de tubercules ce qui nécessite de la part des éleveurs, de désiler et transporter dans un véhicule ou un autre moyen mécanique, l'uNgrédient pour le re-stocker en petite quantité à proximité de la mélan- geuse ; de plus, comme les ensilages s'oxydent très vite à l'air, il faut que la quantité de produit ainsi amené soit mesurée afin qu'il n'en reste pas en fin a distribution La complexité de ces opérations non autoratisables ainsi que leur prix de revient, font que beaucoup éleveurs renoncent dans les élevages d'importances à utiliser des techniques de conservation par ensilage malgré leur grande économie de prix de revient. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des dispositifs connus et se propose de réaliser une installation de mélange automatique de liquides et solides, simple et fiable, permettant ltutili- sation d'un nombre important d'ingrédients solides ou liquides différents et l'utilisation simultanée d'ingrédients stockés auprès ou au }-Sa et transportés hydrauliquement, tout en res pectant les dosages et l'automaticité de l'ensemble des opérations de préparation à l'aide d'organes simples fiables et dtun prix de revient économique. Â cet effet, l'invention concerne une installation de mélange automatique de liquides et solides, en proportions constantes destinée à fabriquer automatiquement un produit homogène composé d'un ou plusieurs liquides seul ou mélangé avec un ou plusieurs solides broyés en proportion constante selon un ou plusieurs programmes déterminés à l'avance, installation caractérisée en ce qu'elle se compose d'un cylindre mélangeur, d'une goulotte d'alimen- tation, d'organes d'alimentation en liquides et solides à débit constant, d d'un organe de recyclage du mélange contenu dans le cylindre, d'une pompe volumétrique de distribution et d'une régulation automatique. Selon une autre caractéristique, la régulation automatique est assurée par une sonde de niveau bas commandant la mise en marche des organes dtalimen- tation en liquides et solides, dont la durée de fonctionnement est temporisée organe par organe, et par la sonde de contrôle de débit disposée la sortie de la goulotte arrttant le fonctionnement de l'installation de distribution en cas d'arrêt dlalimentation ou de recyclage. Ainsi, le fonctionnement de l'installation est entièrement automatique et peut autre commandé à distance. Belon une autre caractéristique, on dispose sur le refoulement d'au moins une des pompes d'alimentation en liquide, au moins une boucle de transfert hydraulique en amont du cylindre mélangeur constituée d'une tuyauterie déversant le liquide dans un bac dans lequel on introduit la matière à transporter, et dans lequel on dispose une pompe dilacératrice imbouchable assurant le retour du liquide et de la matière en suspension vers la chambre de la goulotte pour son mélange avec les autres produits. Ainsi, il est possible d'est traire la matière directement d'un siLo-tour dans lequel elle est stockée et de l'amener dans le bac où elle est mélangée puis transportée vers l'installation, sans nécessiter, comme dans l'art antérieur, de reprise et de stockage intermédiaire. 'a présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des modes de réalisation représentés schématiquement sur les dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe de l'installation de mélange automatique selon 1 'inven- tion, - la figure 2 est une vue en plan de cette mOrne installation. - la figure 3 est un schéma de montage de cette installation comportant une boucle de transfert hydraulique en amont du cylindre mélangeur. Selon la figure 1, une ins- tallation de mélange autzeatique est essentiellement const-tuée d'un cylindrique mélangeur 1 sur lequel est disposé, tangentiellement à sa parci latérale, une gouloette 2 qui se termine par une chambre 3 destinée à recevoir le mélange en provenance du cylindre par la pompe centrifuge + et a tayau- terie de recyclage continue 5, et le ou les liquides en provenance des réserves non figurés, par un ou plusieurs ensem- bles de pompage semblables à la pompe 7 et au by-pass 8. Ia partie supérieure du cylindre mélangeur est fermée par un couvercle 9 supportant le moteur électrique animant, au moyen de l'arbre 11, la pompe centrifuge de recyclage et de mélange 4. Vers la partie inférieure du cylindre est disposé un déflecteur fixe 13 sous lequel sont soudées quelques palettes 14. Un orifice de vidange 12 est disposé en partie basse de la cuve. Sur la tuyauterie 5, un orifice 15 conduit le mélange vers une pompe de distribution volumétrique non représentée, pour outre acheminé par tuyaux et vannes vers les bâtiments d'élevage, au niveau des auges. la partie supérieure de la goulotte 2 est ouverte, et destinée à recevoir les matières pulvérulents solides approchées et délivrées généralement par vis d'Archemède 24, dont le nombre est fonction du nombre de produits nécessaires au mélange. Le dosage des ingrédients solides ou liquides à é1anger, est basé sur le débit pondéral des vis 24 et des pompes 6. Le cylindre mélangeur est toujours rempli à un niveau situé entre 19 et 20. La met pompe 10-4 tourne en permanence et le mélange refoulé dans la chambre 3 par la tuyauterie 5 s' écoule en un film régulier par la fente 18, munie à sa sortie d'une tôle déflectrice, dans la goulotte pour retomber, en chute libre, selon une spirale telle que 23. la rencontre du mélange et du cylindre provoque un mouve- ment de rotation 22 (voir figure 2) qui fait tourner tout le liquide du cylindre afin de boen mélanger les ingrédients.Le roule du déflecteur fixe 13 à palettes 14, est de calmer ce mouvement au moment de la rentrée dans la pompe 4, afin d'évi- ter, d'une part, des rentrées d1air par vtex, qui nuiraient à la précision de la distribution en aval, d'autre part, la ségrégation par centrifugation, des composants lourds et légers. La pompe volumétrique de distribution puise sur un raccord 15 le mélange et son fonctionnement provoque un abaissement du niveau 19 qui est contrôlé par la pointe 25 d'une sonde 16. Dès que cette pointe est découverte au niveau 19, il se produit par ltintermediaire dtun relais électrique à mémcire, la mise en route simultanée de tous les approvisionnements 6 et 24.La durée des approvisionnements est contrOlée unitairement par des temporisations réglées en seconde, au préalable, selon les proportions du mélange désiré. Les approvisionnements starrttent les uns après les autres, le niveau remonte alors en 20, la sonde est de nouveau immergée, le relais à mémoire est déverrouilIé, le cycle est terminé et tout le dispositif est prtt à recommencer Tous les appareils électriques sont groupés sur un châssis non représenté au plan, soit à l'intérieur de l'appareil, soit à l1 extérieur. Il est nécessaire que les temps d'approvisionnement soient assez coursa pour que le niveau 20 soit près du niveau 19 afin que le mélange final ne soit pas influencé par de trop grosses arrivées et que si l'un des produits de base manque, la sonde 16 n'étant pas recouverte, et le cycle ntétant pas terminé, il ne se reproduise pas. Dans ce cas, le cylindre mélangeur se videt la sonde 17 qui est au contact permanent en 21 avec le retour 23, se découvre et, par un autre circuit électrique, arrtte la pompe de distribution, ce qui prévient immédiatement l'opérateur contrt- lant la distribution.Il est utile de noter que ces mesures de sécurité sont indispensables, car cet appareil est destiné à la nourriture qu'un grand nombre d'animaux et n'est contrôlée que par un seul homme. De plus, tous les approvisionnements étant commandés électriquement, il est possible de les arrtter par un simple interrupteur situé dans les locaux d'élevage un temps (théta) avant la fin de la distribution, temps correspondant aux capacités du cylindre mélangeur et des tuyauteries de distribution s en conséquence la mélangeuse se vide et la sonde 17 en se redécouvrant arrête la distribution et commande une vanne d'admission d'air comprimé en aval de la pompe volumétriqa, air qui poussera la nourriture en vidange de tuyauterie jusqu'à la dernière auge. Ce dispositif peut dtre utile, soit comme protection contre le gel, soit pour utiliser un seul circuit de distribution à plusieurs menus program- més à l'avance. La figure 3 représente cette installation de mélange autoeaatique permettant d'effectuer en méme temps l'approvisionnement en mais humide stocké dans un silo-tour, tout en gardant comme précédemment les caractéristiques d'automaticité et de précision du mélange. UE homme seul à la distribution conduit une telle installation, des désilages nécessaires étant commandés automatiquement au moment où ils sont nécessaires, la matière désilée ne restant pas ainsi au contact de l'air et conservant toutes ses qualités nutritives. L'utilisation db l'installation représentée à la figure 1 pour effectuer également ce transfert hydraulique qui se place en amont du cylindre mélan geur, nécessite le démontage du by-pass 8 et le montage des embouts 26 et 27 permettant le raccordement des tuyauteries 28, 29 d'une boucle de liaison avec un bac. Le bac 31 contient une pompe 30 dilacératrice et imbouchable, qui tourne sans arrêt et mélange en expulsant dans la tuyauterie 28 les liquide et solide (en l'occurence l'eau et le maSs humide) dès qu'ils arrivent dans le bac.La matière ensilée (en ltoccurence du maSs humide) est stockée en silo-tour 36 ; elle s'extrait mé caniquement par la désireuse couplée à un appareil de dosage 32 à double vis d'archimède qui reçoit la matière 37 dans une trémie possédant deux sondes 33 et 34 contrôlant les niveaux haut et bas de vidange (en asservissant le desClage 35. Dès que l'opérateur fait baisser le niveau 19 dans le cylindre mélangeur de l'installation par la distribution 15, l'extrémité de la sonde 16 se découvre et le cycle de réapprovisionnement se produit : les commandes automatiques temporisées mettent alors en marche les organes d'alimentation en farine 24, en liquide 6 et en maSs humide en 32, 37. Comme la pompe 30 fonctionne sans arrtt, dès que le bac 31 reçoit liquide et solide, ils se mélangent et sont expulsés par la tuyauterie 28 et 26 avant autre admis dans la chambre 3 pour titre mélangés avec les autres produits. Selon une variante de réalisation, la pompe centrifuge 4 de la figure 1 est remplacée par une pompe broyeuse qui recycle en continu le mélange contenu dans le cylindre 1. Cette variante de montage permet d'introduire des ingrédients non broyés au moyen des vis 24 à débit pondéral constant et d'effectuer le broyage et le recyclage du mélange dans l'installation. Cette variante de réalisation permet donc l'utilisation directe des ingrédients solides sans traitement préalable, leur introduction dans le cylindre mélangeur. Bien entendu, l'invention ntest pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REV3NDIOÂTIONS 10) Installation de mélange automatique de liquides et solides en proportions constantes destinée à fabriquer automatiquement un produit homogène composé d'un ou plusieurs liquides seuls ou mélangés avec un ou plusieurs solides broyés en prcpcrtions constantes selon un ou plusieurs programmes déterminés à l'avance, installation caractérisée en ce qu'elle se compose d d'un cylindre mélangeur, d'une goulotte d'alimentation, d'organes d'alimentation en liquides et solides, à débits constants, d'un organe de recyclage du mélange contenu dans le cylindre dtune pompe volumétrique de distribution, et d'une régulation automatique. 20) Installation de mélange automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce riue la goulotte est montée à la partie supérieure du cylindre mélangeur, sa paroi latérale extérieure étant disposée selon un plan tangent au cylindre. 30) Installation de mélange automatique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la goulotte est munie à son extrémité srmont d'une chambre dans laquelle débouchent les tuyauteries de refoulement de organe de recyclage du mélange et des alimentations en liquides, l'orifice de communication entre la chambre et la goulotte étant munie d'un panneau déflecteur assurant un écoulement laminaire aux liquides et mélange sur le parcours de la goulotte. 40) Installation de mélange automatique selon la revendication 3, caractérisée en ce que les organes d'alimentation en solides déversent des quantités constantes de produits par unité de temps dans la zone de la goulotte à écoulement liquide laminaire. 50) Installation de mélange automatique selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que d'une part, l'organe de recyclage est une pompe centrifuge disposée à la partie inférieure du cylindre mélangeur, son aspiration étant centrée sur le cylindre, son refoulement étant raccordé sur la chambre, une prise d'aspiration de la pompe volumétrique de distribution étant ménagée entre cette pompe et la chambre, et autre part, les organes d'alimentation en liquides sont des pompes volumétriques. 60) Installation de mélange automatique selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que l'organe de recyclage est une pompe broyeuse disposée à la partie inférieure du cylindre mélangeur, pompe dont le refoulement est raccordé sur la chambre, une prise d'aspiration de la pompe volumétrique de distribution étant ménagée entre cette pompe et la chambre, l'alimentation en solides comprenant alors au moins un solide non broyé. 70) Installation de mélange automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la régulation automatique est assurée par une sonde de niveau bas commandant la mise en marche des organes d'alimentation en liquides et solides dont la durée de fonctionnement est temporisée organe par organe et par la sonde de contrOle de débit disposée à la sortie de la goulotte arrttant le fonction- nement de l'installation de distribution en cas dtarret d'alimentation ou de recyclage. 80) Installation de mélange automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce quet on dispose sur le refoulement d'au moins une des pompes d'ali- mentation en liquides, au mins une boucle de transfert hydraulique, en amont du cylindre mélangeur, constituée d'une tuyauterie déversant le liquide dans un bac dans lequel on introduit la matière à transptrter et dans lequel on dispose une pompe dilacératrice imbouchable assurant le retour du liquide et de la matière en suspension vers la chambre de la goulotte, pour son mélange avec les autres produits. 90) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'organe déversant la matière dans le bac, à deRit-masse constant, présente un fonc tionnement commandé en mtme temps que celui de la pompe d'alimentation en liquide de ce bac et que celui éventuellement des organes d'alimentation en produits secs dans la goulotte (24), la pompe dilacératrice mélangeant le contenu du bac et l'évacuant.' 100) Installation de mélange automatique selon l'une quelconque des revendications 1, 8 et 9, caractér4sée en ce que la matière déversée dans le bac prnzient d'un stockage de produit conservé en silo et notam- ment du s humide. 110) Installation de mélange automatique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' elle comprend un moyen d'injection d'air comprimé mis en route automatique par le dispositif automatique de sécurité de vidange totale de 1' installation arrttant le fonctionnement de la pompe de distribution et assurant la vidange totale des tuyauteries de distribution en aval de la pompe de distribution.