Brevet FR2395928A1 — publié le 19790126

La présente invention concerne l'accumulation d'éléments pulvérulents dans des silos industriels, Elle s'applique plus généralement à tous les-éléments susceptibles de s'agglomérer et de se tasser lorsqu'ils sont emmagasinés dans un silo, de telle sorte que leur écoulement naturel par gravité vers le bas du silo se trouve entravé par la formation d'arches ou blocs solides stappuyant sur les parois du silo. Elle a pour objet, alune part, un procédé pour acheminer vers le bas sans les tasser des éléments pulvérulents (ou farines) accumulés dans des silos industriels et ainsi alimenter en continu; (sans perturbation) les systèmes de prélevement situés à la partie inférieure de ces silos, d'autre part, un élément vibrant à incorporer dans un silo mettant en oeuvre ce procédée Les silos sont de très grands réservoirs dans lesquels peuvent eAtre stockées toutes sortes d'éléments. Certains éléments pulvérulents ont tendance à se tasser fortement sous le poids et à former des agglomérats solides qui gênent leur descente naturelle au fur et a mesure de leur prélèvement à la partie inférieure du silo. C'est le cas notamment des farines oléagineuses dont les grains adhèrent très facilement entre eux et aux parois du silo. De même, un élément pulvérulent humide a fortement tendance a s'agglomérer et a bloquer tout écoulement vers le système de prélèvement0 On a déjà proposé deux techniques visant à eviter ces phénomènes d'agré- gation. - La premibre de ces techniques consiste à mettre en vibrato on les parois du silo. De la sorte les éléments accumulés ne peuvent pas adhérer aux parois. Cette vi bration a cependant pour inconvénient de tasser les éléments; ce tassement mo difie la densité de l'élément et souvent meAme provoque la formation d1un bloc compact obstruant le système de prélèvement. L'effet produit devient alors exactement l'inverse de celui recherché. - La deuxième technique consiste à incorporer dans la farine, vers le bas du silo, un élément métallique vibrant constitué d'une boule métallique hérissée de pics anguleux, cet élément étant suspendu juste au-dessus du système de prélèvement dans la partie conique du silo. Cette technique permet de mettre en vibration les farines au voisinage immédiat du système de prélèvement et par là mEme de pousser ces farines vers ce système.Malheureusement, d'une part, la vibration ne peut se propager à l'ensemble des farines si bien que la boule métallique vi brante n'a aucun effet sur les parties situées à quelques distances d'elle, notam ment au-dessus d'elle, d'autre part, le déplacement vibratoire imprimé par la boule a lieu en outre dans une direction variant peu d'une zone à une autre de la boule, de telle sorte que ces déplacements ont pour effet de tasser les élé ments contre les parois et au-dessus de la boule. Un tel moyen a une action très limitée et ne peut empêcheur la formation d'arches solides s'appuyant sur les pa rois du silo au-dessus de la partie conique. La présente invention a pour objet une nouvelle technique beaucoup plus efficace que celles précédemment décrites. Elle propose un procédé et un élément vibrant le mettant en oeuvre pour faciliter l'écoulement naturel de farines vers les systèmes de prélèvement situés à la partie inférieure d'un silo dans lequel elles sont accumulées. Ce procédé consiste à créer une vibration au sein de la farine. Il est caractérisé en ce que la vibration est appliquée à travers le volume occupé par la farine de telle sorte que les différentes parcelles de farine soient soumises à des déplacements vibratoires différentiels entre elles (les différentes parcelles de farine sont en mouvement les unes par rapport aux autre, les déplacements des différentes parcelles en mouvement s'effectuant dans des directions se répartissant suivant une gamme variée. Dans ces conditions il n'existe aucune possibilité de tassement de la farine puisque la pluralité des directions de déplacement a pour effet de désagréger naturellement toutes les accumulations qui pourraient se produire (glissement des grains de farine les uns sures autres évoluant dans des directions différentes). Selon une autre caractéristique de l'invention les différentes parcelles de farine en mouvement sont soumises à une vibration par transmission de celle d'un élément vibrant incorporé dans la farine. Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, l'élément vibrant est constitué d'un élément métallique propageant facilement une vibration, sur lequel est fixé un dispositif vibrant; cet élément métallique étant conformé de façon à répartir sa surface de contact avec la farine dans l'espace à travers le volume occupé par cette farine. Les surfaces de contact de cet élément métallique avec la farine sont de préférence orientées dans des directions aussi variées que possible pour imprimer à chaque parcelle de farine des déplacements dans des directions très différentes d'une parcelle à une autre. Selon une autre caractéristique complémentaire de l'invention, l'élément vibrant est suspendu dans le silo par un système de tirants, évitant si possible la transmission des vibrations aux parois du silo. Cet élément peut également être simplement pose sur le fond du silo et maintenu dans cette position par un syste- me de tirants (cas des silos à fond plat seulement). L'élément vibrant prend la forme, selon une caractéristique de l'inven- tion, d'un mat sur lequel sont fixés des éléments transversaux. Le dispositif vibrant est avantageusement fixé sur le matO Plusieurs dispositifs peuvent etre fixés sur le mat de façon à faire entrer en vibration chacune des parties du mat et des éléments transversaux. Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, chacun des éléments transversaux est fixé sur le mat au moyen d'une bride et d'un système de serrage appliquant fortement chaque élément et la bride correspondante contre le mat. Ce système de fixation préférentiel permet ainsi une bonne transmission de la vibration du mat à chaque élément transversal sans risque de rupture. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments transversaux sont conformés et distribués autour du mat de façon a les répartir dans l'espace a travers le volume occupé par la farine à l'intérieur d'un silo; les orientations des différents éléments transversaux étant variées dans le but de communiquer à la farine un~mouvement non uniforme ne risquant pas de la tasser. Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, le mat et les éléments transversaux sont réalisés en profilés métalliques que l'on peut fdcile- ment plier et former. L'élément vibrant peut naturellement être réalisé en tout matériau transmettant facilement la vibration d'un point donné à un autre. L'organisation de ses différents composants dépend de la forme intérieure du silo dans lequel il est appelé à être placé. Un élément en forme d'antenne composée d'un mat et d'éléments transversaux bridés sur ce mât s'avere sans aucun doute particulibre- ment simple à réaliser. Cette forme d'antenne, cependant nullement limitative, a l'avantage d'etre d'un prix de revient tres bas à la construction, surtout si l'ensemble est réalisé comme indiqué ci-dessus en profilés métalliques. On peut néanmoins imaginer d'autres formes de réalisation beaucoup plus complexes comme, par exemple, des treillis métalliques constitués d'associations de membrures métalliques longilignes dans I'espace,.ces membrures étant écartées les unes des autres La disposition de plusieurs éléments vibrants répartis dans l'espace et suspendus dans le volume occupé par la farine fait également intégralement partie de la présente invention. Outre liavankge d'éviter les ruptures, le bridage des éléments transversaux sur le mat permet d'orienter ces éléments tout loisir par rapport au mat et donc d'organiser leur répartition dans le volume intérieur du silo. De même llen- semble des dispositifs vibrants est fixe au mat par l'intermédiaire d'un plateau bridé sur le mat dans un souci de simplicité de conception. On peut tout aussi bien le fixer sur un élément transversal ou employer un autre systeme de fixation sans sortir du cadre de l'invenflon, Le choix de la position de l'élément vibrant sur le mat est fonction des résultats expérimentaux de la transmission de la vibration à l'ensemble du mat et des éléments transversaux. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit en regard des dessins annexés, lesquels, dessins et description ne sont donnés qu'à titre d'exemple non limitatif. Sur ces dessins: - la figure I représente en perspective un élément vibrant selon l'inven- tion en forme d'antenne, - la figure 2 est un détail de la fixation des éléments transversaux au mat de l'antenne représentée à la figure I, - la figure 3 est une coupe montrant le détail de l'appui du mat de la figure I sur le fond du silo, - la figure 4 montre le détail de la fixation d'un des dispositifs vibrants sur le mat de l'antenne représentée à la figure 1, - la figure 5 représente en perspective une variante d'antenne vibrante disposée dans un silo à fond conique. Sur la figure 1 un élément vibrant composé d'un mat métallique T sur lequel sont fixés des éléments transversaux 2 et deux dispositifs vibrants 5 est mis en place dans un silo à fond plat 10. Le mat I peut être avantageusement réalise en profilé métallique en forme de cylindre creux dont les cotes font partie des dimensions courantes en ce do marine, par exemple : diamètre intérieur 33 mm, diamètre extérieur 42 mm ; ou bien encore diamètre intérieur 40 mm, diamètre extérieur 49 mm ... . Le choix de la dimension de cé tube dépend naturellement de la taille du silo; les premières dimensions citées (33 x 44 conviennent très bien pour une hauteur de silo d'environ cinq mètres, Les éléments transversaux peuvent être également avantageusement réali- sés en profilés métalliqu de section rectangulaire par exemple de dimensions courantes : 30 mm de largeur pour 5 mm d'épaisseur. L'ensemble du mat et des éléments transversaux étant destiné à vibrer, la fixation des éléments transversaux sur le mat doit eAtre suffisamment souple pour ne pas casser et suffisamment rigide pour transmettre correctement la vibration du mat aux éléments transversaux. Selon une forme de réalisation pratique et de faible prix de revient, mais non limitative, les éléments transversaux sont bridés sur le mat comme l'indique la figure 2. Sur cette figure 2, les éléments transversaux 2 ont été formés au moyen d'une presse et d'une contreforme, pour adapter leur courbure à celle du mat avec lequel ils sont en contact étroit. Chaque élément est appliqué fortement contre le mat au moyen d'une pièce de réaction formant bride 3 enserrant le mat 1 a opposé de l'emplacement de l'élément correspondant 2, chaque élément 2 et sa pièce 3 étant serrés l'un contre l'autre et contre le mat par un système de serrage constitué par exemple de boulons filetés 4.La pièce 3 est avantageuse- ment réalisée dans le même profilé métallique que l'élément transversal 2; cette pièce, également formée suivant la courbure extérieure du mat I, a une dimension telle qu'un bon serrage sur le mat I soit possible Ce système de fixation, nullement limitatif, a l'avantage de permettre un positionnement des éléments transversaux sur toute la longueur du mat dans une direction quelconque par rapport au mat.Les positions sont choisies de façon a distribuer ces éléments transversaux autour du mat dans tout l'espace occupé par la farine contenue dans le silo 10. Ces éléments transversaux sont, sur la figure 1, distribués dans une série de plans parallèles orthogonaux au mat llp à Intervalo les réguliers sur ce mat.Cette forme de réalisation, nullement limitative, a pour avantage d'employer des éléments transversaux identiques standard (faible prix de revivent), D'un point de vue pratique, il s'avère nécessaire que la distance entre deux éléments transversaux vibrants n'excède pas 75 cmO Dans le cas particulier de la figure 1, une distance supérieure à 75 cm entre deux plans voisins orthogonaux au mat l ne permet pas de transmettre la vibration à la totalité de la farine et notamment à celle comprise entre ces deux plans voisins; on a pu constater en effet qu'au-delà de cette distance, des arches composées d'agrégats solides de farine parvenaient à se former et empechaient les éléments situés au-dessus d'elles de s'écouler par gravité naturelle vers le systè- me de prélèvement (non représenté) situé au fond du silo. La forme des éléments transversaux représentés figure I n'est également pas limitative. Il est possible notamment de courber ces éléments dans des direc tions multiples de façon qu'ils puissent communiquer leur vibration à la farine dans des directions aussi variées que possible. Un mouvement des farines dans toutes les directions permet en effet d'en éviter le tassement. Les éléments transversaux en profilés métalliques rectangulaires ont été distribués autour du mat de telle sorte que la tranche de l'élément (face la plus étroite) se trouve perpendiculaire à la direction de l'écoulement des farines (ver ticale). Cette position minimise les risques d'accumulation au-dessus des éléments. Elle n'est cependant pas nécessaire puisque chaque élément transversal vibre. Le mat I est simplement posé sur le fond plat du silo comme I ';ndique la figure 3. Pour le maintenir en place, il est emmanché dans un élément de retenue 9 encastré au fond du silo (généralement du béton). Cet élément de retenue 9 est cylindrique à sa partie dépassant du béton et d'un diamètre inférieur au diamètre intérieur du mat 1. Un certain jeu entre cet élément de retenue 9 et le mat I est préconisé pour faciliter la vibration du mat et pour éviter la transmission de la vibration de ce mat au silo par l'intermédiaire du fond bétonné. On peut également retenir le mat dans sa position par un logement ou orifice creusé au fond du silo ou par tout autre moyen.La fixation du vibreur 5 sur le mat 1 doit permettre la transmission correcte des vibrations du vibreur 5 au mat I tout en étant suffisamment résistante pour ne pas se rompre. Un système à plateau 6 et bride 7 a été prévu. Le vibreur 5 est solidaire du plateau 6 par boulons filetés 8, ces boulons servant en même temps à serrer la bride 7 et le plateau 6 contre le mat 1 Ce système de fixation nullement limitatif offre l'avantage de pouvoir être mis en place dans une position quelconque sur le mat; il est alors facile de déterminer, par essais successifs, la meilleure position (position dans laquelle l'ensemble du mat et des éléments transversaux vibre le plus). Sur la figure I deux vibreurs 5 ont été prévus. Leur nombre, non limitatif, dépend de l'importance de l'élément métallique à faire vibrer et de la facilité à faire vibrer cet élément. Dans la forme de réalisation de la figure à, comme de la figure 5, les vibreurs employés peuvent avantageusement etre du type centrifuge à masses tournantes. Une possibilité de réglage de la force vibratoire permet d'adapter l'amplitude de la vibration à chaque cas pratique (taille de l'antenne, sorte de farine stockée, etc...). Le mat I est fixé à la partie supérieure du silo par un système de tirants 25 accrochés à la périphérie du silo 26 et tendu par un système de tension régla ble 24. La tension est réglée pour que le mat puisse vibrer dans de bonnes conditions sans transmettre la vibration aux parois du silo 10. Dans le cas où le silo est à fond conique, comme celui représenté figure 5, il n'est pas possible de poser le mat de l'antenne vibrante sur ce fond. L'ensemble de l'antenne est alors avantageusement suspendu aux parois latérales du silo par un système de tirants reliant ces parois au mat 11, par exemple comme sur la figure 5, trots tirants 28 à la partie supérieure du mat et trois tirants 29 à la partie inférieu- re. Sur cette figure 5 on peut voir une variante dans la disposition des élé- ments transversaux au mat Il par rapport a celle représentée à la figure I. Les éléments transversaux (12, 30, 16), sont de différentes formes et d'inclinaison variable Ils sont distribués autour du mat pour les répartir au mieux dans le volume intérieur du silo. Comme pour la figure 1, ils sont réalisés de préférence en profilés métalliques et fixés sur le mat par un système de brides (31, 19, 13) et. boulons (30, 20, 14). Deux vibrevrs 15 ont été placés en extrémités du mat 11. Afin de transmettre la vibration aux farines entassées dans le fond conique du silo, les éléments transversaux inférieurs 16 ont été courbés pour qu'ils pénè- trent au mieux au fond. Un élément de renfort 17 peut ewtre avantageusement fixé, par exemple au moyen de boulons 18, dans la partie de plus forte courbure de l'élément transversal 16, pour éviter la rupture (tríngulation)e Cet Elément de renfort 17 est remplacé, préférentiellement, par une biellette de réglage permettant d'adapter la pénétration de la partie inférieure de cet élément 16 dans le cône 22 suivant la pente de ce cane 22. Un seul élément standard réglable pourrait être ainsi conçu pour toutes les pentes de canes. La longueur de la partie in férieure de l'élément 16 pénétrant dans le coAne 22 est ajustée au moment du montage en sectionnant le profile métallique prévu initialement pour les plus grandes profondeurs de canes envisageables. L'invention ayant maintenant été exposée et son intéreAt justifié sur des exemples détaillés, le Demandeur s'en réserve l'exclusivité pendant toute la durée du brevet sans limitation autre que celle des termes des revendications ciaprès. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour acheminer vers le bas sans les tasser les farines accumulées dans un silo à la partie inférieure duquel lesdites farines sont prélevées, ledit procédé consistant à introduire une vibration dans lesdites farines, ledit procédé étant CARACTERISE EN CE QU'il consiste à soumettre les différentes parcelles de farine accumulées à des déplacements vibratoires différentiels, les déplacements des parcelles de farine en mouvement s'effectuant dans des directions se répartissant suivant une gamme variée. 2 - Procédé selon la revendication I CARACTERISE EN CE QUE pour soumettre les différentes parcelles de farine à des déplacements vibratoires différentiels, il consiste à - d'une part, et d'une manière connue en soi, mettre en contact la farine avec au moins un élément vibrant - d'autre part, disposer l'ensemble des éléments vibrants a travers la total il té de la masse de la farine de façon à imprimer des déplacements différen tiels aux différentes parcelles de farine. 3 - Procédé selon la revendication 2 CARACTERISE EN CE QUE pour imprimer des déplacements différentiels aux différentes parcelles de farine, il consiste - d'une part, et d'une manière connue en soi, a à mettre en place dans le silo un élément métallique transmettant facilement une vibration d'un point à un autre de cet élément, à faire vibrer toutes les parties dudit élément métallique, - d'autre part, à conformer cet élément de façon à répartir sa surface de contact avec la farine dans I'espace à travers le volume occupé par cette farine. 4 - Procédé selon la revendication 3 CARACTERISE EN CE QUE pour mettre en place dans le silo ledit élément métallique il consiste à - poser simplement l'extrémité inférieure de cet élément sur fond de silo, - suspendre l'extrémité supérieure aux parois du silo - régler la suspension pour obtenir la meilleure vibration de l'élément sans la transmettre aux parois du silo. 5 - Procédé selon la revendication 4 CARACTERISE EN CE QUE pour mettre en place dans le silo ledit élément métallique, il consiste a - suspendre cet élément aux parois du silo - régler la suspension pour obtenir la meilleure vibration de l'élément sans la transmettre aux parois du silo. 6 - Elément vibrant pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 2 à 4 destine a etre place dans un silo contenant de la farine et constitué d'un élément métallique sur lequel est fixé au moins un dispositif vibrant CARACTERISE EN CE QUE ledit élément est constitué d'un ensemble de membrures écartées les unes des autres et distribuées dans tout le volume intérieur du silo occupé par cette farine. 7 - Elément vibrant selon la revendication 6 CARACTERISE EN CE QUE l'élé- ment métallique est composé - d'un mat sur lequel sont fixés - des éléments transversaux. 8 - Elément vibrant selon la revendication 7 CARACTERISE EN CE QUE chaque élément transversal est fixé sur le mat au moyen d'une bride et d'un système de serrage appliquant fortement chaque élément et la bride correspondante contre le matO 9 - Elêment vibrant selon l'une des revendications 7 ou 8 CARACTERISE EN CE QUE les éléments transversaux sont conformés et distribués autour du mat de h- çon à les répartir dans le volume occupé par la farine à l'intérieur du silo0 10 - Elément vibrant selon l'une des revendications 7 a 9, C:ARACTERISE EN CE QUE le mat et les éléments transversaux sont réalisés en profilés métalliques. Il - Elément vibrant selon l'une des revendications 7 a PO, CARACTERISE EN CE QUE chaque dispositif vibrant est fixé sur ledit mat au moyen par exemple d'un plateau bridé sur le mat1 ledit dispositif étant appliqué contre le plateau par boulons filetés0