Brevet FR2413292A1 — publié le 19790727

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux silos, notamment pour matériaux granuleux ou pulvérulents, en vue d'effectuer des opérations de reprise, de vidage et d'homogénéisation, ainsi que des procédés pour conduire de telles opérations. D'une façon générale, un silo, plus particulierement un silo de stockage est construit en élévation par rapport au sol de façon a permettre la reprise du matériau par un orifice situé sous la dalle inférieure dudit silo, orifice à partir duquel le matériau est expédié vers un poste d'utilisation par l'intermédiaire de tout moyen approprié tel que trappe, sas, vis ou aéroglissières. Une telle construction présente l'inconvénient d'entraî- ner des frais de Génie Civil considérables pour I'exécution de la dalle et des piliers supportant le silo. L'invention a pour but d'éviter un tel inconvénient. Elle vise essentiellement à réaliser un silo que l'on puisse asseoir directement sur le sol, tout en permettant d'effectuer de façon simple des opérations de reprise du matériau ainsi que des opérations de vidage et d'homogénéisation. L'invention a plus précisement pour objet un silo perfectionné, notamment pour matériau granuleux ou pulvérulent, comprenant un dispositifconstitué par - une capacité cylindrique reposant sur le fond du silo, - une tuyauterie verticale disposée sensiblement dans l'axe de la dite capacité, I'extrémité supérieure de ladite tuyauterie tra versant le silo et son extrémité inférieure étant située au voi sinage du fond de la capacité, - des moyens pour fluidiser le matériau au fond de la capacité, et - au moins un injecteur d'air comprimé disposé en face de l'extré- mité inférieure de la tuyauterie de manière à introduire dans celle-ci un débit d'air comprimé suffisant pour entraîner hors du silo le matériau accumulé dans la capacité, caractérisé en ce que le dispositif comporte, en outre - une conduite tubulaire verticale, disposée coaxialement autour de la capacité et de la tuyauterie, I'extrémité supérieure de ladite conduite étant ouverte à l'intérieur du silo, et son ex trémité inférieure entourant la capacité sur une partie de la hauteur de celle-ci de manière à définir une chambre de section annulaire et une ouverture d'accès à la base de ladite chambre, faisant communiquer cette dernière avec l'intérieur du silo, et - des moyens pour fluidiser le matériau au-dessous de la chambre de section annulaire de manière à élever ledit matériau dans la conduite tubulaire à un niveau au moins égal à la hauteur de la capacité et à le déverser dans ladite capacité dont la partie supérieure est ouverte. Le silo comporte, en outre, un dispositif auxiliaire constitué par - une fosse aménagée au-dessous du fond du silo, - un tuyau dont l'extrémité inférieure est située au voisinage du fond de la fosse et dont ltextrémité supérieure, recourbée en col de cygne est disposée au-dessus de la capacité, et - au moins un injecteur d'air comprimé disposé en face de ltextré- mité inférieure du tuyau, de manière à introduire dans celui-ci un débit d'air comprimé suffisant pour entrainer le matériau ac cumulé au fond de la fosse et le déverser dans la capacité. Le silo peut comprendre deux dispositifs identiques dont l'un est combiné avec un dispositif auxiliaire. L'invention a également pour objet un procédé pour la reprise du matériau du silo, caractérisé par le mode opératoire suivant lequel - on fluidise le matériau en fond de silo, à 1 t extérieur de la ca pacité, de manière à le faire monter dans la conduite tubulaire, à un niveau au moins égal à celui de la partie supérieure de la capacité dans laquelle il se déverse, - on fluidise le matériau déversé au fond de ladite capacité, et - on injecte de l'air comprimé dans l'extrémité inférieure de la tuyauterie, avec un debit suffisant pour entraîner le matériau accumulé dans la capacité, et 1'évacuer hors du silo en direc tion d'un système séparateur. L'invention a également pour objet un procédé de vidage du silo, caractérisé en ce que l'on injecte de l'air comprimé dans l'extrémité inférieure du tuyau dès que le niveau de matériau contenu dans le silo atteint celui de la partie supérieure de la capacite, de manière à entrainer le matériau au fur et à mesure qu'il tombe par gravité dans la fosse, et à le déverser dans la capacité d'où il est évacué hors du silo. L'invention a également pour objet un procédé pour homogénéiser le matériau introduit dans le silo, caractérisé par le mode opératoire suivant lequel - on introduit le matériau dans le silo, au moins en partie en dehors de la capacité. - on fluidise le matériau en fond de silo, à l'extérieur de la ca pacité, de manière à le faire monter dans la conduite tubulaire, -a un niveau au moins égal à celui de la partie supérieure de la capacité dans laquelle il se déverse, - on fluidise en fond de capacité le matériau introduit directe ment dans celle-ci, mélangé au matériau introduit par fluidisa- tion, - on injecte de l'air comprimé dans l'extrémité inférieure de la tuyauterie avec un débit suffisant pour entraîner le matériau accumulé dans la capacité et l'évacuer hors du silo en direction d'un système séparateur, et - on reintroduit le matériau sortant dudit système, à la partie supérieure du silo, en dehors de la capacité. On peut aussi procéder simultanément à la reprise du matériau par prélèvement dudit matériau à la sortie du système séparateur. On peut également homogénéiser le matériau introduit dans le silo et reprendre simultanément une partie de ce matériau au moyen de deux dispositifs identiques, l'un étant affecté à l'o pération d'homogénéisation, l'autre, combiné avec un dispositif auxiliaire, étant affecté à l'ope'ration de reprise. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit2 faite en regard du dessin annexé, concernant une forme particulière de réaiisation donnée à titre d'exemple non limitatif. La figure unique représente, en coupe-élévation, un silo conforme à l'invention. Sur la figure, on voit le silo, désigné globalement par le repère S, dont le fond repose directement sur le sol. Une capacité cylindrique 3, d'assez grand diamètre, ouverte à sa partie supérieure, est disposée dans l'axe du silo. Elle repose directement sur le fond du silo. Sa hauteur est une fonction de la hauteur d'élévation du matériau à extraire du silo Une tuyauterie verticale 4 est disposée sensiblement suivant l'axe de la capacité 3. L'extrémité inférieure de la tuyauterie 4 présente un évasement 5 au voisinage immédiat du fond de la capacité 3, de telle sorte qu'un jeu entre le fond de ladite capacité et la base de l'ôvasement 5 permette le passage du maté- riau. L'extrémité supérieure de la tuyauterie 4 traverse la paroi supérieure du silo, et elle est raccordée à un système séparateur constitué par exemple par un cyclone 6 suivi d'un filtre 7. A la base du silo, autour de la capacité 3, est disposée une série d'aôroglissières radiales 1 ou surfaces de fluidisation inclinées de la périphérie vers le centre. Ces aéroglissières sont disposées sur des murets en béton 2 de même inclinaison. Les aéroglissières 1 peuvent etre divisées suivant le sens de leur longueur en différents éléments de fluidisation distincts, respeCtivement 1 a, 1 b et 1 c. Une conduite tubulaire verticale est disposée coaxialement autour de la capacité 3 et de la tuyauterie 4. Cette conduite tubulaire est forme par un tube 12 sensiblement de même diamètre que la capacité 3, ledit tube étant ouvert à sa partie supérieure à l'intôrieur du silo, par un élément tronconique 22 de forme divergente vers le bas, et par une virole cylindrique 13 qui entoure la capacité 3 sur une partie de sa hauteur. Grâce à cette dernière disposition, la capacité 3 et la virole 13 définissent une chambre annulaire 14 ainsi qu'une ouverture circulaire 15 d'admission dans ladite chambre, au-dessus des aéroglissières 1. Dans l'évasement 5 5 de la tuyauterie 4, un ou plusieurs injecteurs 3 d'air comprimé sont alimentés par un compresseur (non représenté) qui est raccordé aux dits injecteurs par un conduit 9. Au fond de la capacité 3, est aménagée une série d'injecteurs d'air comprimé 10 aliments par le compresseur précité par 1 t intermédiaire du conduit ll. Les injecteurs 10 assurent la fluidisation du matériau contenu dans la capacité 3. Au dispositif que l'on vient de décrire est adjoint un dispositif auxiliaire comprenant les éléments décrits ci-après. Une fosse 16 est creusée au-dessous du fond du silo, à l'aplomb de la chambre annulaire 14. Un tuyau 17 disposé verticalement, plonge à l'intérieur de la fosse 16 et présente à son ex trémité inférieure un évasement 18 situé au voisinage du fond de ladite fosse. Au moins un injecteur d'air comprimé 20 est disposé dans ltévasement 18. Cet injecteur est alimenté à partir du compresseur précité par l'intermédiaire d'un conduit 23. L'extrémité supérieure du tuyau 17 est recourbée en forme de col de cygne 19 débouchant au-dessus de la capacité 3. La fosse 16 est avantageusement juxtaposée à la galerie dans laquelle sont installées les conduites 9 il et 23. Une garde hydraulique 21, de type connu, évite toute montée en pression accidentelle du silo. Les moyens que lton vient de décrire permettent d'assurer, comme on le verra ci-après, les opérations de reprise de maté- riau, de vidage et d'homogénéisation. L'opération de reprise du matériau ou extraction, est conduite comme il est expliqué ci-après. Le silo étant supposé rempli en matériau autour du tube 12, à un niveau supérieur à celui de la capacité 3, en insufflant de l'air sur les aéroglissières l, ou seulement sur les éléments i a de celles-ci qui sont disposés au-dessous de la chambre 14, on fait passer le matériau contenu dans le silo, par l'ouverture 15, dans la chambre 14 qui forme chambre de détente, d'où il se déverse dans la capacité 3 où il s'accumule. L'admission en continu d'air comprimé dans la capacité 3 par les injecteurs 10 fluidise légèrement le matériau qui pénètre dans l'évasement 5 de la tuyauterie 4.L'air comprimé débité par les injecteurs 8 remonte dans la tuyauterie 4 en entraînant le matériau fluidisé dans l'évasement 5 et autour dudit envasement. La pression de l'air injecté dans la tuyauterie 4, fonction de la hauteur d'élévation du matériau et du rapport débit air/débit matériau, doit cependant rester inférieure au produit de la masse spécifique du matériau légèrement fluidi -sé dans la capacité 3 par la hauteur du matériau contenu dans ladite capacité, suivant le principe de la pompe pneumatique classique. Le matériau en suspension dans l'air comprimé est introduit par la tuyauterie 4 dans le cyclone 6 avant d'être évacué vers un poste d'utilisation. L'air de transport est lui-même dépoussièré dans le filtre 7 avant d'être rejeté à l'atmosphère. Le matériau récupéré au filtre 7 rejoint celui qui est récupéré au cyclone 6. L'air de fluidisation introduit au fond de la capacité 3, et l'air de transport introduit par les aéroglissières l en fond de silo, sont éva cués par le tube 12 savant d'être éliminés par le filtre 7. On peut ainsi assurer la reprise du matériau stocké dans le silo, tant que le niveau du matériau reste au-dessus de la capacité 3. L'opération de vidage du silo est conduite comme il est expliqué ci-après, grâce au dispositif auxiliaire déçrit ci-dessus, lorsque le niveau du matériau atteint celui de la partie supérieure de la capacité 3. On alimente alors en air comprimé le ou les injecteurs 20. L'air comprimé introduit dans le tuyau 17 entraîne le matô- riau qui tombe par gravité dans la fosse 16 et le fait remonter jusqu'au col de cygne 19 par lequel il est déversé dans la capacité 3. Il est alors évacué de cette dernière dans les mêmes conditions que le matériau déversé dans la capacité 3 par.fluidisation au-dessous de la chambre 14, lors d'une opération de reprise. Le vidage est achevé lorsque la fosse 16 est complètement vidée. Cette opération de vidage n1 est réalisée que dans des circonstances exceptionnelles et, d'une manière générale, la reprise du matériau s'effectue sans mettre en service le dispositif auxiliaire, de telle sorte qu'un stock de matériau est maintenu à l'intérieur du silo jusqu'au niveau de la partie supérieure de la capacité 3. L'opération d'homogénéisation avec alimentation en maté- riau et reprise du matériau en continu est conduite comme il va être expliqué ci-après. L'alimentation du silo en matériau s'effectue, soit en introduisant la totalité du matériau dans le silo, autour de la conduite tubulaire, par des distributeurs usuels non représentés, soit en introduisant une partie du matériau comme il vient d'être indiqué, une autre partie étant introduite directement dans le tube 12. La capacité 3 est alors alimentée soit uniquement par les aéroglissières 1 et la chambre 14, soit par ces mêmes moyens et par le tube 12 par lequel le matériau tombe par gravité dans ladite capacité. Le rapport des débits entre les deux modes d'alimentation dépend de I'efficacité de I'homogénélsation recherchée. De plus, une partie ou la totalité du matériau récupéré au cyclone 6 et au filtre 7 peut être recyclée dans le silo pour augmenter l'efficacité de l'homogénéisation, ceci par les aéroglissières et trémies 24 et 25, avec la fraction de matériau introduite dans le silo, à I'extérieur du tube 12. I1 va de soi que les moyens de transfert du matériau (capacité 3, tuyauterie 4 et injecteur 8) devront être dimensionnés pour assurer, en plus du débit de reprise, le débit de recyclage désire. Les aéroglissières 1 pourront être alimentées en air comprimé successivement les unes aux autres suivant un programme préétabli de façon que le matériau provenant du silo soit repris sur des secteurs différents, successivement, de manière à accroître I'efficacité de lthomogénéisation. On a intérêt, pour parfaire le mélange, à augmenter le volume de la chambre 14. L'homogénéisation est ainsi obtenue, dans des proportions variable-s, par le mélange du matériau alimentant le silo avec le matériau recyelé ainsi que par la variation des secteurs sur lesquels le matériau recyclé est repris. On voit que l'homogônôisation est assurée au moyen des éléments constituant le dispositif précédemment décrit à l'exclusion de ceux qui forment le dispositif auxiliaire. La reprise du matériau vers un poste d'utilisation peut s'effectuer par un pré- lèvement effectué sous le cyclone et/ou sous le filtre. On peut aussi juxtaposer à l'intérieur du silo un dispositif d'homogénéisation avec recyclage et un dispositif de reprise et de vidage, c'està-dire un dispositif identique complété par un dispositif auxiliaire de reprisede matière en fond de silo. I1 va de soi que l'on peut faire appel à deux silos distincts, l'un affecté à lthomogénéisation, et l'autre à la reprise du matériau. En principe, les opérations d'homogénéisation et de reprise sont effectuées en continu mais elles peuvent aussi être effectuées d'une manière discontinue. Bien que l'invention ait été décrite en référence à une forme particulière de réalisation, il va de soi qu'elle n'y est en rien limitée et que des modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son domaine Le diamètre du tube 12 pourra différer, par exemple, de celui de la capacité 3. La virole 13 pourra être remplacée par un élément de forme prismatique, pa-r exemple. La capacité 3 pourra être placée en dehors de l'axe du silo. Cette dernière disposition est même impérative lorsque, comme précédemment indiqué, le silo contient un dispositif dthomogénéisation et un dispositif de reprise et de vidage distincts. L'ensemble formé par le cyclone et le filtre pourra être remplacé par tout autre système séparateur équivalent. D'une façon générale, on pourra remplacer l'un quelconque des éléments décrits par un élément techniquement équivalent. L'invention couvre donc, outre l'exemple représenté, ses différentes variantes de réalisation possibles. REVENDICATIONS 1. Silo perfectionné, notamment pour matériau granuleux ou pulvé rulent, comprenant un dispositif constitué par - une capacité cylindrique reposant sur le fond du silo, - une tuyauterie verticale disposée sensiblement dans l'axe de ladite capacité, ltextrémité supérieure de ladite tuyauterie traversant le silo et son extrémité inférieure étant située au voisinage du fond de la capacité, - des moyens pour fluidiser le matériau au fond de la capacité, et au moins un injecteur d'tir comprimé disposé en face de ltex- trémité inférieure de la tuyauterie de manière à introduire dans celle-ci un débit d'air comprimé suffisant pour entra- ner hors du silo le matériau accumulé dans la capacité, ca ractérisé en ce que le dispositif comporte, en outre - une conduite tubulaire verticale, disposée coaxialement au tour de la capacité et de la tuyauterie, 1 t extrémité supé rieure de ladite conduite étant ouverte à l'intérieur du si lo, et son extrémité inférieure entourant la capacité sur une partie de la hauteur de celle-ci de manière à définir une chambre de section annulaire et une ouverture d'accès à la base de ladite chambre, faisant communiquer cette dernière avec 1 t intérieur du silo, et - des moyens pour fluidiser le matériau au-dessous de la cham bre de section annulaire de manière à élever ledit matériau dans la conduite tubulaire à un niveau au moins égal à la hauteur de la capacité et à le déverser dans ladite capaci té dont la partie supérieure est ouverte. 2. Silo suivant la revendication 1, caractérisé en ce qutil com porte, en outre, un dispositif auxiliaire constitué par - une fosse aménagée au-dessous du fond du silo, - un tuyau dont l'extrômitô inférieure est située au voisina ge du fond de la fosse et dont l'extrémité supérieure, re courbée en col de cygne, est disposée au-dessus de la capa cités et - au moins un injecteur d'air comprimé disposé en face de ltex- trémie inférieure du tuyau, de manière à introduire dans ce lui-ci un débit d'air comprimé suffisant pour entraîner le matériau accumule au fond de la fosse et le déverser dans la capacité, 3.Silo suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend deux dispositifs identiques dont l'un est combiné avec un dispositif auxiliaire. 4. Procédé pour la reprise du matériau d'un silo suivant la reven dication 1, caractérisé par le mode opératoire suivant lequel - on fluidise le matériau en fond de silo, à l'extérieur de la capacité, de manière à le faire monter dans la conduite tubu laire, à un niveau au moins égal à celui de la partie supé rieure de la capacité dans laquelle il se déverse, - on fluidise le matériau déversé au fond de ladite capacité, et - on injecte de l'air comprimé dans ltextrémité inférieure de la tuyauterie, avec un débit suffisant pour entraîner le ma tériau accumulé dans la capacité et l'évacuer hors du silo en direction d'un système séparateur. 5. Procédé pour le vidage d'un silo suivant les revendications 1 et 2, caract-erisé en ce que l'on injecte de l'air comprimé dans I'extrémité inférieure du tuyau dès que le niveau de matériau contenu dans le silo atteint celui de la partie supérieure de la capacité, de manière à entraîner le matériau au fur et à me sure qu'il tombe par gravité dans la fosse, et à le déverser dans la capacité d'où il est évacué hors du silo. 6. Procédé pour homogénéiser le matériau introduit dans un silo suivant la revendication 1, caractérisé par le mode opératoire suivant lequel - on introduit le matériau dans le silo, au moins en partie en dehors de la capacité, - on fluidise le matériau en fond de silo, à I'extérieur de la capacité, de manière à le faire monter dans la conduite tubulai re, à un niveau au moins égal à celui de la partie supérieure de la capacité dans laquelle il se déverse, - on fluidise en fond de capacité le matériau introduit direc tement dans celle-ci mélangé au matériau introduit par flui disation, - on injecte de l'air comprimé dans I'extrémité inférieure de la tuyauterie avec un débit suffisant pour entraîner le maté riau accumulé dans la capacité et l'évacuer hors du silo en direction d'un système séparateur, et - on réintroduit le matériau sortant dudit système, à la partie supérieure du silo, en dehors de la capacité. 7. Procédé suivant la revendication 6, pour homogénéiser le ma tériau introduit dans un silo, caractérisé en ce que lton pro cède simultanément à la reprise du matériau par prélèvement dudit matériau au système séparateur. 8. Procédé pour homogénéiser le matériau introduit dans un silo et reprendre simultanément une partie de ce matériau, caracté risé par la mise en oeuvre d'un silo suivant la revendication 3 dont un dispositif est affecté à I'opération d'homogônôisa- tion et dont l'autre dispositif, combiné avec un dispositif auxiliaire, est affecté à I'opération de reprise.