Brevet FR2258331A1 — publié le 19750818

La présente invention concerne le domaine du transport et de la manutention de produits en vrac, se présentant sous forme particulaire ou pulvérulente . On sait que le stockage et le transport de produits granulaires ou pulvérulents s'effectuent le plus souvent dans des silos réservoirs équipés de trémies. Les parois des trémies doivent être inclinées sur l'horizontale d'un angle supérieur à celui du talus d'éboulement naturel du produit. Cet angle est souvent fort important. Compte tenu du prix élevé d'une trémie équipée d'un mécanisme d'ouverture, on est amené à réaliser des silos de stockage de grande hauteur n1 ayant qu'une seule trémie. Lorsqu'il s'agit d'un silo formant la superstructure d'un véhicule de transport dont la hauteur est très limitée on est obligé de l'équiper de plusieurs trémies lourdes et onéreuses. Par ailleurs on dispose généralement pour effectuer le remplissage, de plusieurs ouvertures (ou d'une seule prévue sur toute la longueur) situées dans ltaxe et à la partie supérieure du véhicule. Pour effectuer le remplissage on est obligé de déplacer le véhicule (ou l'équipement de remplissage) et il subsiste toujours à la partie haute un volume perdu important dû au talus d'éboulement du produit chargé généralement dans l'axe du véhicule Pour cette raison et également à cause de la présence des trémies inférieures, de tels silos sont loin de pouvoir utiliser complètement la section droite autorisée par les prescriptions routières et ferroviaires. De plus le volume situé au-dessus des organes de roulement est peu utilisable. Il en résulte une longueur et une tare élevées. On a également envisagé de transporter des silos amovibles couchés pendant le transport et verticaux au chargement et au déchargement, mais cette solution entrain la mise en place, à cause de la hauteur des silos, d'équipements terminaux importants dont le coût ne peut pas être amorti si la consommation de produit est peu importante. Bien que cette solution améliore les véhicules, elle conduit à des sections dégressives au moins du côté trémie ce qui ne permet pas la réalisation du véhicule le plus court et le plus léger possible. Par ailleurs il faut noter que bon nombre de produits granulaires ou pulvérulents ont tendance à former des blocs et même à se prendre en masse, surtout sous lteffet des vibrations dues au transport, et à former des voûtes dès l'ouverture des trémies. Pour briser les mottes ou la voûte on martèle généralement les côtés de la trémie. Cette opération pénible et peu efficace entraine toujours un gaspillage d'énergie et le plus souvent une détérioration rapide de la trémie.On connait certes de nombreux dispositifs de manutention des granulés ou pulvérulents par vibrations qui permettent de faire progresser une couche mince de produit le long d'une surface même ascendante L'expé rience montre cependant qu'appliqué à une épaisseur importante de produit ne pouvant s'écouler que par une ouverture de section réduite, ce procédé le plus souvent non seulement n'aide pas au vidage du silo mais au contraire provoque la prise en masse. Le but de cette invention est de fournir un récipient et un dispositif de remplissage et de vidage qui permettent de résoudre les divers problèmes énoncés ci-dessus et en particulier - d'utiliser un récipient de dimensions optimales compte tenu des normes en vigueur; - d'obtenir un coefficient de remplissage maximal de ce récipient - d'assurer un vidage aisé et efficace, même dans le cas de produits pulvéru lents ayant tendance à former des voûte ou à prendre en masse. A cet effet l'invention a pour objet un ensemble formé, d'un réci pient destiné à recevoir un produit granulaire ou pulvérulent, et d'un disposi tif pour le remplissage et le vidage de ce récipient, caractérisé en ce que le dispositif comprend un bâti fixe muni de moyens de support et de guidage adap tés pour coopérer avec des moyens complémentaires portés par le récipient, de façon à définir une trajectoire inclinée sur l'horizontale, au moins une butée fixe adaptée pour coopérer avec au moins une surface homologue soli daire du récipient et un mécanisme pour déplacer le récipient à partir du point bas de ladite trajectoire pour lequel le récipient est en contact avec la ou cha que butée, et le libérer au voisinage du point haut de cette trajectoire. Suivant un mode de réalisation, les moyens de support et de guidage comprennent au moins deux jeux d'organes de roulement, situés à des niveaux -différents et coopérant avec des rails solidaires du récipient et à peu près parallèles à son fond. Dans ce cas, le récipient est constamment incliné sur l'horizontale. Suivant un autre mode de réalisation, les moyens de support et de guidage fixes comprennent des organes de roulement situés au même niveau et il est prévu au moins une rampe solidaire du récipient de sorte que, lors de ses mouvements de relevage ou -de descente, le récipient demeure à peu près horizontal, tout en suivant une trajectoire inclinée, déterminée par le profil des rampes. Bien entendu, dans les deux cas, on peut inverser les rôles des moyens complémentaires et prévoir que les organes de roulement sont portés par le récipient, alors que les rampes sont fixes. A titre d'autres caractéristiques on peut citer les principaux points suivants Les ouvertures de remplissage et due vidage sont situées, respectivement, l'une à la partie supérieure et dans l'axe du récipient et l'autreS la partie inférieure et sur toute la largeur du récipient, et elles sont placées soit à la même extrémité, soit aux extrémités opposées du récipient. Dans le premier cas le récipient doit être orienté différemment pour le remplissage et le vidage. Au contraire dans le deuxième cas, le récipient a la-même orientation pendant les deux opérations. Suivant une autre caractéristique, la paroi interne du récipient est revêtue, au moins en partie, avec une matière présentant un coefficient de frottement anisotrope de façon à faciliter le déplacement du produit manutentionné dans un sens. Le mécanisme de relevage peut bien entendu être réalisé de différentes façons, ainsi que cela apparaîtra ci-dessous lors de la description de modes de réalisation choisis à titre d'exemples et représentés aux dessins annexés sur lesquels sur lesquels: : - la Fig. 1 est une vue en élévation latérale d'un récipient posé sur un dispositif selon l'invention, et correspondant à un premier mode de réalisation; - la Fig. 2 est une vue en soupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1, - la Fig. 3 est une vue en plan du mécanisme de relevage, le récipient étant supposé enlevé; - la Fig. 4 est une vue en élévation latérale d'un récipient posé sur un dispositif correspondant à un deuxième mode de réalisation; - la Fig. 5 est une vue partielle en plan du récipient de la Fig. 4 ; et - les Fig. 6 et 7 sont, respectivement, des vues en bout et en plan d'une variante de récipient. On va tout d'abord se référer aux Fig. 1 - 3 pour décrire un premier mode de mise en oeuvre de l'invention. Un récipient parallélépipédique 1 comporte une ouverture de remplissage 2 et son couvercle 3, ainsi qu'une ouverture de vidage 4 et son couvercle 5. L'ouverture 4 s'étend sur toute la largeur du récipient. Dans cet exemple, les deux ouvertures sont disposées au voisinage de la même extrémité du récipient 1. Ce dernier est équipé sur sa face inférieure 6 et vers les extrémités de quatre rails 7 reliés deux à deux par des traverses 8. Le dispositif de remplissage et de vidage proprement dit comprend un bâti fixe constitué par deux jeux de poteaux 9, 10 dont chacun porte un axe 11 sur lequel est tourillonléun galet 12.Les poteaux 9 sont plus hauts que les poteaux 10 ce qui donne une inclinaison au récipient 1 qui par son poids, tend à rouler sur les galets jusqu'à venir en appui par deux des rails 7 sur deux butées 13 solidaires de pieds 14 solidement ancrés dans le sol. Un mécanisme de relevage comprend un poussoir 15 situé au bout d'une tige carrée 16 et qui peut coulisser dans un guide fixe 17 solidaire d'un piment 18. La tige 16 se déplace parallèlement au plan des axes 10, dans l'axe du récipient 1, le poussoir 15 agissa t sur l'une des traverses 8. Le mouvement du poussoir 15 est commandé par une came 19 solidaire d'un arbre 20 perpendiculaire au plan des axes 10 et entraidée par un motoréducteur électrique 21 dans le sens de la flèche F (Fig. 3). Le motoréducteur 21 est porté par un pied fixe 22. La came 19 agit sur un galet 23 situé à l'extrémité d'une biellette 24 articulée à l'extrémité aplatie 25 de la tige l6. Cette extrémité 25 est prolongée d'un côté par une butée 26 limitant le débattement de la biellette 24 et de l'autre par un bras 27.Un ressort 28 est prévu entre la biellette 24 et le bras 27. Sur la Fi g. 3 le galet 23 est représenté en contact avec la came 19 au point le plus éloigné de l'axe 20. L'axe d'articulation de la biellette 24 sur l'extrémité 25 de la tige 16, l'axe du galet 23 et l'axe 20 de la came 19 sont dans un même plan vertical, la bielle-tte 24 est maintenue en appui sur la butée 26 par l'action du ressort 28. Une des traverses 8 du récipient 1 s' appuie sur le poussoir 15 ; la distance entre les butées 13 e-t les rails homologues 7 est maximale. Le poids du récipient 1 se répartit alors suivant deux directions, l'une perpendiculaire au plan des axes 11 introduisant quatre composantes sur les galets 12 et l'autre dirigée suivant l'axe de la tige 16 introduisant, du fait de l'angle entre la tangente et la perpendiculaire au rayon vecteur de la came, d'une part une composante- perpendiculaire à la came 19 par le galet 23 et d'autre part une réaction de la biellette 24 sur sa butée 26. Si par rapport à la situation représentée à la Fig. 3 la came poursuit sa rotation, le galet 23 vient en appui sur le bec 29, la réaetion de la biellette 24 sur sa butée 26 s'annule brutalement et le ressort 28 est comprimé.Le galet 23 ne s'appuyant plus sur la came 19, le récipient -1 roule sous l'effet de son propre poids sur les galets 12 jusqu a venir percuter les butées 13. A ce moment le galet 23 qui a roulé sur la face plane 30 se trouve près du point de la came 19 le plus proche de l'axe 20 sans toutefois le toucher. La lig. 1 correspond à ce moment du cycle. Ensuite, la came 19 continuant à tourner, le galet 23 décolle du plan 30 lorsque la biellette vient au contact de la butée 26 puis rapidenent reprend contact avec la came 19 et oblige le récipient 1 à remonter sur les galets 9 par l'action du poussoir 15 sur la traverse 8. Sur la partie en trait plein de la Fig. 1, l'ouverture 9-est ouverte et l'ouverture 4 est fermée. Sans que 11 équipement de chargement 31 soit déplacé, le produit tombe toujours dans llouverture 2 car sa longueur est très supérieure à la course de la came 19. On conçoit que la percussion du récipient sur la butée fixe 13 entrain par inertie un déplacement de l'ensemble de la masse du produit, qui, dans l'exemple choisi se tasse vers l'extrémité opposée à celle par laquelle s'effectuent le chargement et le déchargement ultérieur. Cette opération de déchargement est représentée en trait mixte sur la Fig. 1, l'ouverture 2 étant fermée et l'ouverture 4 ouverte au-dessus d'une trémie 32. Au déchargement la position du récipient sur son support est inversée, de sorte que ce sont les rails 7 et la traverse 8 situés du côté des ouvertures 2 et 4 qui coopèrent avec les butées 13 et le mécanisme de relevage. A la première secousse, si le produit est pris en masse, une partie de ce produit, située vers la partie inférieure est éjectée, créant un vide qui est comblé par la chute du produit située immédiatement au-dessus. La motte étant alors brisée le produit s'écoule par gravité pendant la remontée du récipient. La forme du récipient vers le bout est telle que le volume pouvant alors s'écouler compte tenu de l'angle du talus d'éboulement du produit ne laisse pas de produit qui ne soit pas déplacé lors de la percussion suivante. A la deuxième secousse le produit est projeté vers la paroi d'extrémité, côté ouverture et le produit peut s'écouler à nouveau, son débit étant déterminé par la dimension de l'ouverture 4. Bien entendu, si le produit ne s'est pas pris en masse et qu'il ne se forme pas de voûte, dès la manoeuvre de l'ouverture de déchargement, le produit s'écoule dans les mêmes conditions que celles décrites précédemment après la première secousse. La durée du cycle est réglée très aisément en agissant sur la vitesse de rotation imprimée à l'axe 20 par le motoréducteur 21. Un deuxième mode de réalisation de l'invention est représenté aux Fig. 4 et 5. Eh y retrouve un récipient 101 de forme générale cylindrique, comportant une ouverture de remplissage 102 munie d'un couvercle 103, ainsi qu'une ouverture de vidage ou de décharge 104 munie d'un couvercle 105. Comme représenté en trait plein, ces deux ouvertures sont situées à une même extrémité du récipient, dont la forme mérite d'être précisée : comme on le voit sur le dessin, cette extrémité du récipient est délimitée par trois portions de plan : 106, 107, 108, la portion 106 étant perpendiculaire à l'axe du cylindre, tandis que les deux portions latérales 107, 108 sont obliques. L'ouverture 104 s'étend, de préférence, sur toute la largeur du panneau 106. L'ouverture 104 comporte un fond plan 104a situé au-dessous de la génératrice inférieure du récipient, l'inclinaison des plans 107, 108 par rapport à ce fond étant suffisante, compte tenu de l'angle d'éboulement du produit, pour assurer un vidage parfait. Le dispositif de support et de guidage comprend un bâti avant 109 et un bâti arrière 110, comportant chacun un piètement 111 et des galets 112 montés rotatifs autour d'axes 113. Ces galets sont -situés à la même hauteur. Le récipient 101 porte quant à lui des rampes avant et arrière 114, 115 qui ont dans l'exemple choisi, la forme d'un accent circonflexe et qui reposent sur les galets 112. Les pièces délimitant ces rampes délimitent également des surfaces de butée 116, 117 destinées à coopérer avec des butoirs fixes 118 qui peuvent présenter des caractéristiques d'amortissement et être réalisés par exemple comme des butoirs de chemin de fer. Le mécanisme de relevage est du type à fluide et comprend un vérin 119 porté par un bâti-fixe 120 et dont la tige de piston 121 se termine par un poussoir 122 en contact avec une surface d'appui convenable 123 par exemple une traverse du récipient. On notera que le vérin 119 est orienté parallèlement aux rampes adjacentes. La source de fluide sous pression, air comprimé par exemple, ainsi que les moyens de commande n'ont pas été représentés et doivent être considérés comme appartenant à une technique connue. Ces moyens peuvent comprendre un robinet à trois voies permettant de relier une chambre du vérin 119soit à la source de fluide, soit à l'air libre, la mise à l'air libre ayant lieu automatiquement en fin de course. La mi se en pression est commandée par l'intermédiaire d'un temporisateur agissant sur le robinet et permettant-de régler la durée du cycle. Le fonctionnement de ce dispositif est très proche de celui décrit à propos du mode de réalisation précédent. Si les deux ouvertures 102, 104 sont situées du même côté, lors du remplissage la position du récipient est inversée par rapport à celle représentée sur la Fig. 4. Si, au contraire l'ouverture de remplissage se trouve à l'opposé de l'ouverture de vidage, comme représenté en trait mixte Fig. 4, la position du récipient est la même lors des deux opérations. Un seul jeu de rampes est alors utilisé et la forme en accent circonflexe n'est plus indispensable. Dans cette hypothèse, on peut de plus envisager de revêtir la paroi interne du récipient avec un matériau présentant un coefficient de frottement différent suivant le sens de déplacement relatif considéré, puisque le produit se déplace toujours dans le même sens, lors du remplissage ou du vidage. On notera que dans ce mode de réalisation la hauteur nécessaire peut être réduite par rapport à celle à prévoir dans le premier cas, puisque le récipient reste horizontal et que le point le plus bas est déterminé par la hauteur de la trémie 124 recevant le produit, à la décharge. n résulte de la description qui précède que l'invention permet bien de résoudre sous ses divers aspects le problème posé initialement, de sorte que ses avantages n'ont pas à être repris ici en détail. On soulignera par contre que de nombreuses modifications peuvent être envisagées, sans pour autant sortir du cadre de ce brevet. C'est ainsi que l'on a représenté aux Fig. 6 et 7 une forme modifiée pour l'extrémité du récipient où se trouve située l'ouverture de vidage. Afin d'augmenter le volume utile, on a limité les portions latérales planes 125, 126 par rapport aux panneaux 107, 108 des Fig. 4 et 5. Par ailleurs, il est clair que les caractéristiques des deux modes de réalisation décrits peuvent être mélangées, notamment en ce qui concerne l'agencement des ouvertures de remplissage et de vidage, les moyens de support et de guidage , les moyens de relevage, etc. Pour ce qui est des moyens de support et de guidage, on peut remplacer le dispositif de roulement à galets par un dispositif à bielles ou biellettes, la trajectoire du récipient étant alors curviligne et non plus linéaire. Il est clair que les principes mis en jeu ne seraient cependant pas modifiés fondamentalement et que le fonctionnement serait très proche de celui qui a été décrit. - REVENDICATIONS - 1. - Ensemble formé d'un récipient destiné à recevoir un produit granulaire ou pulvérulent, et d'un dispositif pour le remplissage et le vidage de ce récipient, caractérisé en ce que le dispositif comprend un bati fixe muni de moyens de support et de guidage adaptés pour coopérer avec des moyens complémentaires portés par le récipient, de façon à définir une trajectoire in clinée sur lthorizontale, au moins une butée fixe adaptée pour coopérer avec au moins une surface homologue solidaire du récipient, et un mécanisme pour déplacer le récipient à partir du point bas de ladite trajectoire pour lequel le récipient est en contact avec la ou chaque butée, et le libérer au voisinage du point haut de cette trajectoire. 2. - Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de support et de guidage sont du type à éléments de roulement et surfaces de portée complémentaires. 3. - Ensemble suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments de roulement sont portés par un bâti fixe tandis que les surfaces de portée sont solidaires du récipient. -4. - Ensemble suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu deux jeux d'éléments de roulement situés à des niveaux différents et coopérant avec des surfaces de portée à peu près parallèles au fond du récipient. 5. - Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le récipient porte des surfaces de portée inclinées par rapport à son fond. 6. - Ensemble suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le récipient porte deux jeux de surfaces de portée qui constituent des rampes à inclinaison opposées et présentent dans leur ensemble une forme en accent circonflexe. 7. - Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de support et de guidage comprennent des jeux de biellettes déterminant une trajectoire curviligne pour le récipient. 8. - Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le mécanisme de relevage comprend un poussoir monté coulissant dans un guide fixe et une came rotative présentant un profil en spirale ou analogue et un décrochement à peu près radial reliant les deux extrémités de la spirale. 9. - Ensemble suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le poussoir porte à sa partie arrière une biellette portant elle même un galet en contact avec la came, un ressort étant prévu qui sollicite la biellette latéralement contre une butée solidaire du poussoir, e-t le profil de la came est tel quten position de fin de course du poussoir, la biellette est effacée à l'encontre de l'action du ressort. 10. - Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le mécanisme de relevage comprend un poussoir actionné par un vérin à fluide. 11. - Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'à son extrémité munie de l'ouverture de vidage, le récipient comporte deux panneaux latéraux obliques séparés par un panneau central perpendiculaire à la paroi latérale du récipient. 12. - Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 1 à 1 i, caractérisé en ce que les deux ouvertures, de remplissage et de vidage, sont situées au voisinage de la même extrémité du récipient qui compor-te alors deux surfaces d'appui pour le mécanisme de relevage et deux surfaces de butée pour les butées fixes. 13. - Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les deux ouvertures, de remplissage et de vidage, sont situées aux extrémités opposées du récipient qui occupe alors la même position lors des deux opérations de remplissage et de vidage. 14. - Ensemble suivant la revendication 13, caractérisé en ce que la paroi interne du récipient est revêtue au moins en partie avec un matériau présentant un coefficient de frottement anisotrope, plus faible dans le sens du déplacement depuis l'ouverture de remplissage, vers l'ouverture de vidage.