Brevet FR2331500A1 — publié le 19770610

L'invention se rapporte à la manutention des produits pulvérulents et concerne plus particulièrement. les opérations de transfert par soutirage i la base de silos remplis de produits pulvérulents. On sait que l1écoulement de nombreux produits pulvérulents est souvent entravé dans les réservoirs ou silos, pneumatiques ou gravitaires, par la formation de voûtes résultant d'un tassement local des produits i leur base. Le phénomène de la formation de voûtes, qui constitue l'obstacle le plus courant au bon écoulement des produits, notamment dans le cas de silos de grande capacité ou de récipients placés à bord de véhicules, a des conséquences très graves du fait des arrAts de fonctionnement et des ruptures de cadence qu'il cause. Pour éviter son apparition, il faut prévoir des dispositifs annexés aux réservoirs ou silos. On fait appel parfois i des marteaux qui heurtent la base du silo pour débloquer les produits par ébranlements. Cette technique est très imparfaite et entraine des~problbmes énormes relatifs b la longévité du matériel. Il est connu d'autre part de disposer à la base des silos des dispositifs statiques ou plots de fluidisation permettant d'insuffler de l'air dans les produits dont l'écoule- ment est bloqué. De tels dispositifs consomment beaucoup d'air comprimé et sont d'unefioacité limitée, car ils ntagissent que dans des zones restreintes voisines des parois du silo. L'invention a pour but de remédier i ces inconvénients et de créer un dispositif perfectionné empEehant par fluidisation, d'une mznibre efficace et économique, la trmation de voûtes arr8t l'écoulement de produits pulvérulents dans un réservoir. Le dispositif selon l'invention comprend au moins un tube de fluidisation perméable à l'air, introduit dans le réservoir par une ouverture pratiquée dans la paroi de celui-ci, alimenté en air comprimé de fluidisation et pourvu d'agencements moteurs qui le font se déplacer au sein du produit pulvérulent. Un tel dispositif se distingue des dispositifs connus par le fait qu'il est non pas statique, mais dynamique, car le tube soufflant l'air de fluidisation est mobile; il se déplace dans le produit pulvérulent, bloqué ou susceptible de se bloquer par couteau/ formation de voûte, pour ainsi dire i la manière d'un/3hauft~nt dans une motte de beurre. Ces déplacements confèrent au tube de fluidisation une efficacité considérablement améliorée, car ils lui permettent d'agir successivement en différents endroits de la masse pulvérulente et de détruire par fractionnement toute amorce de formation de voûte.Le dispositif anti-voûte selon l'invention procure en conséquence des résultats d'une qualité Jamais atteinte au moyen des dispositifs connus; il permet d'obtenir un écoulement parfait de tous produits pulvérulents et son exploitation est économique, car l'air comprimé de fluidisation y est utilisé de manière optimale. La base du tube peut Autre fermement solidarisée k la paroi du récipient, ou articulée à celle-ci. Dans le premier cas, le tube est flexible et se déplace dans le réservoir par déformation propre, par exemple sous l'action de jets d'air comprimé émis par des tuybres disposées selon des directions radiales centrifuges à l'extrémité du tube. Ces tuyères sont alimentées séleetive- tube/ ment, tour è tour, de manibre à faire décrire au/deslévolutions variées. De préférence, l'ordre et les temps d'alimentation des tuyères en air comprimé sont déterminés selon un cycle constant qui se répète et peut titre engendré par un programmateur. Lorsque le tube de fluidisation est articulé par sa base b la paroi du rléservoir, il est possible de commander ses déplacements, qui sont alors des mouvements de pivotement, à l'aide d'organes mécaniques tels que des vérins attaquant sa base. L'articulation du tube et les agencements moteurs peuvent être conçus pour qu'il décrive des mouvements alternatifs de pivotement soit dans un plan, soit à l'intérieur dlun carne ou selon une surface conique. Les agencements oteurs sont de préférence constitués par un ou plusieurs vérins et éventuellement par des tuyères de déviation à air comprimé. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente en élévation, avec coupe parti); la base d'un silo équipé dgun dispositif anti-votte ---- selon l'invention. La figure 2 représente une coupe selon la ligne II-II de -l'obJet de la figure 1. La figure 5 représente la structure détaillée, en coupe longitudinale, d'un dispositif selon l'invention, ainsi que les éléments de commande associés. La figure 4 représente une coupe selon la ligne IV-IV de l'obJet de la figure 3. La figure 5 représente une coupe selon la ligne V-V de l'objet de la figure 3. La figure 6 représente une autre forme d'exécution d'un dispositif selon l'invention, en vue de dessus avec coupe longitudinale partielle. La figure 7 représente une coupe selon la ligne VII-VII de l1objet de la figure 6. La figure 8 représente en perspective un autre mode d'actionnement d'un dispositif selon les figures 6 et 7 On voit sur la figure 1 un silo ou réservoir 10 rempli d'un produit pulvérulent 48 et doté à sa base d'un orifice et d'une porte 49 de soutirage du produit, d'où celui-ci peut être transporté dans une conduite ou transféré dans un autre récipient. Certains produits pulvérulents, produits colmatants (tels que certains produits chimiques et ciments, les farines, etc), ont tendance à se prendre en voûte dans la partie inférieure d'un tel silo de stockage, ce qui arrête leur écoulement. Pour remédier à cet inconvénient, un tube 11 perméable à l'air est placé à l'intérieur du silo 10 et reçoit de ltair comprimé qui s'échappe par sa surface latérale pour fluidiser le produit pulvérulent environnant, Ce tube 11 n'est pas fixe, mais il est capable de se déplacer à l'intérieur du silo 10 sous l'action d'agencements moteurs associés. Les figures 1 à 5 représentent une première forme d'exécution, dans laquelle le tube 15 a une structure flexible, sa base 12 étant assujettie à la paroi latérale du silo 10. Le tube 11 se déplace à l'intérieur de celui-ci en se déformant, sous l'action de tuyères de déviation 15 placées à son extrémité 14, qui émettent des jets d'air comprimé sollicitant par réaction ledit tube flexible. Les déplacements du tube 11 effectuent au sein du produit pulvérulent à ltintérieur d'un volume d'allure conique entre des configurations extrêmes où son extrémité 14 prend des positions 14a, 14b, 14c ou 14d. Le tube 11 est constitué (figure 5) par une manche cylindrique de toile poreuse 15 fermée d'une part par un embout d'extrémité 14 et d'autre part pour un embout de fixation 16, sur lesquels elle est maintenue par des colliers de serrage 17. L'embout 16, placé à la base du tube 11, comporte une bride 18 boulonnée sur une collerette conjuguée d'un support tubulaire 19 introduit dans une ouverture de la paroi 20 du silo 10 et soudé à celle-ci. L'embout 16 est de plus percé d'un orifice où aboutit une conduite 21 alimentant en air comprimé de fluidisation l'intérieur du tube 11, cet air s'en échappant à travers la paroi poreuse que constitue la manche de toile 15. A l'intérieur de celle-ci est disposé coaxialement un ressort hélicoïdal 22 assujetti à ses extrémités dans les embouts 14 et 16. Ce ressort définit la position de repos du tube 11, qui est de préférence choisie horizontale. L'embout d'extrémité 14 est percé de quatre orifices répartis à 90 sur sa périphérie, d'où débouchent radialement quatre tuyères 15 dirigées vers l'extérieur de l'embout. Ces tuyères sont reliées par un faisceau de quatre tubulures 23 souples, respectivement à quatre conduites 24 d'alimentation en air comprimé comportant des vannes d'arrêt 25 et éventuellement des détendeurs 26 qui peuvent Autre réglés une fois pour toutes. Si l'on commande l'ouverture de l'une des vannes 25, la tuyère 13 correspondante émet un Jet d'air comprimé qui chasse par réaction le tube 11 dans la direction opposée.En alimentant tour à tour les tuyères 13, une à une ou par paires, il est clair qu'il est possible de faire prendre au tube 11 une succession de positions selon une figure et dans un ordre quelconques,tandis qu'il fluidise le produit pulvéru1ent,étant alimenté d'une manière permanente en air de fluidisation par la conduite 21.Cette succession de positions peut être réalisée automatiquement à l'aide dtun programmateur 27 commandant, par exemple électrique- ment, les vannes 25 selon un programme cyclique prétab1i fixant l'ordre et les temps d'ouverture de celles-ci. Le programme procurant la meilleure efficacité anti-votte peut être déterminé par des essais dans chaque cas particulier, en fonction du silo considéré, de sa structure, du produit pulvérulent qu'il contient et du régime de soutirage. Le programmateur 27 est placé dans une armoire de commande 28 contenant un collecteur dtair comprimé 29 alimenté par une conduite d'amenée 50 munie d'une vanne 51 et distribuant l'air comprimé i la conduite 21 (fluidisation) et aux conduits 24 (tuybres de déviation). L'armoire de commande 28 peut autre rempla- cée par un carter contenant en outre les vannes 25 et les déten- deurs facultatifs 26, fixé contre la paroi 20 du silo 10.Y aboutissent alors seulement la conduite 50 dtamenOe d'air comprimé et un cible d'alimentation électrique )2, ainsi qu'éventuellement un cible électrique 35 permettant de commander, par exemple à partir de la porte de soutirage 49, la mise en marche automatique du dispositif de fluidisation pour la durée d'une opération de seutirage du produit pulvérulent, le dispositif restant inactif en dehors des périodes de soutirage. Ce mode d'exploitation est le plus avantageux; toutefois, la marche dudit dispositif peut évidemment être commandée manuellement à tout moment. La figure 6 représente une autre forme d'exécution dans laquelle le tube 11 est articulé par sa base à la paroi 20 du silo et se déplace en pivotant, et non plus par déformation propre. Danse cas, le tube 11, qui peut Autre alors relativement rigide, est constitué par un élément tubulaire 54 rectiligne en matière plastique, percé d'une multitude de trous 35 et coiffé d'une manche fermée à son extrémité ou "chaussette" 56 de toile poreuse.La base du tube 11 se prolonge vers l'extérieur par une douille 40 munie d'une tige transversale 57 d'articulation à une ehape 38 solidaire d'un bottier 39 boulonné à la paroi 20; 1'étan- chéité est assurée par un manchon souple 41 entourant la douille 40 et fermé par un embout 42. A l'extrémité de la douille 40 est articulée la tige d'un vérin 45, de préférence un vérin pneumatique, le fond du corps de celui-ci étant articulé à une pièce 44 soudée au bottier 39.Le vérin +)s alimenté par l'intermédiaire d'un organe de commande +5 (combinateur ou relais temporisés) et éventuellement associé brun limiteur de couple, fait pivoter alternativement le tube ll dans un plan fixe 46 (figure 7) dont ltorientation peut autre choisie, lors d'essais préliminaires, parmi plusieurs positions à 1200 au boulonnage du bottier 59 sur la paroli 20. L'air comprimé dé fluidisation est amené à-l'intérieur du tube 1I par une conduite souple 47. La base du tube 11 peut Stre munie d'une articulation lui permettant de pivoter en toutes directions de l'espace sous -l'action de deux vérins 43 disposés à angle droit (non représentés); en commandant ceux-ei à partir d'un programmateur, on peut alors imprimer au tube 11 des mouvements en tous sens selon des parcours semblables à ceux que peut exécuter le tube flexible 11 des figures 1 à 5. I1 est possible également de faire se mouvoir le tube 11 selon une surface conique 52 (figure 6) en le dotant d'une articulation 51 également à deux degrés de liberté et d'un vérin 45 unique actionnant sa base par 11 intermédiaire d'un levier 55 pivotant autour d'un axe 50 dirigé vers l'articulation 51 et lié à la paroi 20 du silo. D'autres modes de suspension et d'actionnement donnant au tube 11 une mobilité suffisante peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention. Un tube 11 articulé selon les figures 6 à 8 peut en outre Autre muni d'une ou de plusieurs tuyres de déviation 13 analogues à celles qui ont été décrites en regard des figures 1 à 5, de sorte que ses déplacements sont commandés par l'action combinée de vérins et de tuyères. Les dimensions d'un tube 11, flexible ou articulé, dépendent de crues du réservoir ou silo dans lequel il est monté. Sa longueur doit gtre telle qu'il ne vienne pas buter dans ses évolutions contre la paroi 20, et son diamètre peut être de l'ordre de 80 à 100 us. La pression d'entrée de l'air comprimé est comprise entre 0,2 et 2 bars environ, le débit de l'air de fluidisation, qui doit autre sec et propre, étant de l'ordre de 60 a 150 1/mn. Le débit d'air des tuyères de déviation est plus faible, pour une pression toutefois plus grande que celle de l'air de fluidisation. En cas de besoin, plusieurs tubes 11 peuvent autre installés Bla base d'un m8me silo, en des endroits distincts Judicieusement choisis. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de fluidisation destiné à empêcher la formation de voûtes arrentant l'écoulement de produits pulvérulents au soutirage d'un réservoir ou silo de stockage , caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un tube perméable à l'air, introduit dans le réservoir par une ouverture pratiquée dans la paroi de celui-ci, alimenté en air comprimé de fluidisation et associé à des agencements moteurs qui le font se déplacer au sein du produit pulvérulent. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la base du tube est solidarisée à la paroi du réservoir, le tube ayant une structure flexible et se déplaçant par déformation propre. 5. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les agencements moteurs sont constitués par des tuyères de déviation placées à l'extrémité du tube, dirigées radialement vers l'extérieur de celui-ci et alimentées sélectivement en air comprimé selon un ordre déterminé. 4. - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'ordre et les temps d'alimentation des tuyères de déviation sont commandés par un programmateur. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que le tube est constitué par une manche de toile poreuse fermée par des embouts et ------------- contenant un ressort longitudinal de rappel en position de repos et un faisceau de tubulures souples d'alimentation des tuyères de déviation. 6.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la base du tube est articulée à la paroi du réservoir. 7. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ltartieulation du tube lui permet de pivoter dans un plan dont l'orientation est réglable. 8.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'articulation du tube lui permet de pivoter en tous sens à l'intérieur d'un volume conique. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 i 8, caractérisé par le fait que les agencements moteurs causant les déplacements du tube comprennent au moins un vérin attaquant la base eu tube par une douille qui le prolonge extérieurement et le faisant pivoter selon des mouvements alternatifs. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait que le tube est constitué par un élément tubulaire percé de trous et revptu d'une manche de toile poreuse fermée à son extrémité. 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé par le fait que le tube est muni en outre d'une ou de plusieurs tuyères de déviation selon la revendication 3.