Brevet FR2436726A1 — publié le 19800418

La présente invention a trait d'une manière générale à des transporteurs pneumatIques pour acheminer un matériau agricole tel que des semences ou un engrais granulaire depuis un réservoir jusqu'à un ensemble d'orifices de sortie ou de-buses où il est réparti sur le sol. Le système est transporté à l'aide d'un tracteur ou autre véhicule. L'invention a trait en particulier à un dispositif pour améliorer 11 écoulement de l'air ou du matériau fluidisé dans un système du type précité. Des systèmes d'épandage par air de matériau agricole sont connus et un tel- système est décrit dans le brevet australien 437.160 qui a trait en particulier à un dispositif en vue d'améliorer ltécou- lement de matériau à une tête de répartition du système. La tête de répartition divise l'écoulement dans un tuyau principal de transporteur pneumatique dans un certain nombre de tuyaux plus petits pour une répartition à des buses individuelles espacées sur toute la largeur de la machine. Deux problèmes majeurs apparaissent dans de tels systèmes et concernent tous deux l'écoulement de matière sur la tête de répartition. En premier lieu, des bourrages apparaissent à en tête ou près de la tête, en particulier si le matériau devient légèrement humide. En second lieu, une répartition irrégulière aux différents tuyaux se produit très frdquemment pour un certain nombre de raisons différentes telles qu'une variation d'orientation de la tête dûe à une flexion de l'appareil pour suivre des profils variables du sol. Le système décrit dans le brevet australien précité concerne ces problèmes et propose un tube ondulé intérieurement sur le côté d'admission de la ou de chaque tête de répartition pour créer une turbulence permanente de l'air et des grains pour ainsi réduire le risque d'apparition de bourrages. Pour favoriser encore la création d'une turbulence, une plaque couvercle ondulée est disposée dans la tête de répartition perpendiculairement à la direction d'écoulement, Bien que l'appareil décrit dans le brevet réussisse à réduire des bourrages, il ne résout pas de façon satisfaisante le problème d'une répartition irrégulière car on constate en pratique que la turbulence se traduit par un écoulement imprévisible qui, à certains instants, peut favoriser certains des tuyaux plus petits dont les buses reçoivent plus de matière que les buses d'autres tuyaux. De plus, le positionnement de la plaque couvercle ondulée s'est avéré très critique en ce qui-concerne la répartition de matière sur la tête car une légère variation de la position de la plaque peut dévier la matière davantage dans une direction, provoquant à nouveau une répartition irrégulière. La présente invention a ainsi pour but de réaliser un dispositif en vue d'améliorer l'écoulement de matière fluidisée dans des transporteurs pneumati ques,- dispositif qui évite ou au moins réduit un ou plusieurs des problèmes précités de l'appareil connu. Par conséquent, la présente invention propose un tube centralisateur pour acheminer un matériau agricole granulaire dans un transporteur pneumatique dans lequel ledit matériau est acheminé d'une manière flutisée, ledit tube ayant une forme en coupe interne constituant une série de crêtes et de creux à angle vif s'étendant autour de l'intérieur du tube daa une direction sensiblement transversale à la direction axiale de celui-ci, de telle sorte qu'en combinaison avec la vitesse d'un flux d'air de transport au travers, des tourbillons captifs soient formés dans lesdits creux pour créer une limite le long des sommets desdites crêtes amenant ledit flux d'air de transport et ladite matière à sécouler à l'intérieur de ladite limite dans la partie centrale dudit tube. Afin d'obtenir une compréhension plus aisée de l'invention, un mode de réalisation particulier sera à présent décrit en regard des dessins annexés. La Figure 1 est une élévation latérale en coupe d'un dispositif selon l'invention. ta Figure -2 est une coupe à grande échelle d'une partie du dispositif de la Figure 1. Comme représenté sur la Figure 1, le dispositif est constitué par un tube cylindrique 10 possédant un corps principal71, un orifice d'admission 13 et un orifice de sortie 12. Le corps principal Il présente une forme en coupe interne comportant une série de crêtes 14 et de creux 15 à angle vif, qui s'étendent autour de l'intérieur du tube dans une direction normale à la direction longitudinale du tube. Le diamètre des crêtes 14 dans le mode de réalisation représenté est de 28 mm, tandis que le diamètre des creux 15 est de 38 mm. Le pas, c'est-à-dire l'écartement entre des creux ou des crêtes adjacents, tel que représenté par P sur la Figure 1, est de 12 mm.Les autres dimensions du dispositif ne sont pas critiques pour le fonctionnement, mais les dimensions précitées se sont avérées satisfaisantes pour établir l'écoulement désiré d'un flux d'air de transport et de particules fluidisées à travers le tube. En choisissant les dimensions relatives correctes et la vitesse de flux d'air appropriée, il est possible de provoquer un écoulement turbulent dans chacun des creux 15 comme représenté sur la Figure 2. Chacun des tourbillons tourne autour d'un axe qui est un axe circulaire normal à la direction d'écoulement. En conséquence des tourbillons, une limite tubuiaire 16 est réalisée à l'intérieur du tube et possède un diamètre inférieur au diamètre des crêtes 14.La limite 16 amène le flux d'air principal et les particules ou un matérieu granulaire analogue s'y trouvant à s'écouler dans une zone située dans la partie centrale du tube 10. En utilisation, le tube décrit est inséré dans un transporteur pneumatique pour un matériau agricole tel que des semences ou un engrais granulaire en un point immédiatement en amont d'une tête de répartition dans le sens d'écouement de l'air. Une tête de répartition est connue en soi et ne sera pas décrite en détail dans le présent mémoire. La tête comporte un ensemble de tuyaux de sortie s'étendant radialement, qui s'étendent sensiblement dans une direction normale à l'axe longitudinal du tube 10 et ainsi permettent à un écoulement de flux principal à travers un tuyau d'être fractionné en un certain nombre de tuyaux plus petits pour une transmission à des buses ou analogues pour une répartition sur le sol. Sur la Figure.1, est représentée la position du tube 10 par rapport à une plaque terminale 17 d'une tête de distribution.La dimension critique sous cet aspect est la longueur d'approche L qui est la distance entre la dernière crête et un point d'impact 18 où le flux- d'air et de matériau fluidisé frappent la plaque terminale 17.Dans le mode de réalisation décrit, la longueur d'approche est égale à 6Q mm. Le tube décrit peut également être inséré dans le système immédiatement en amont de diviseurs sous la forme d'un élément en T pour diviser un flux principal en deux flux plus petits. On remarquera que le dispositif de la présente invention sous la forme d'un tube centraliseur résout le problème d'une turbulence incontrôlée qui provoque une répartition inégale du matériau agricole fluidisé. L'invention contrôle la turbulence apparaissant normalement, rendant ainsi possible de réaliser un système pneumatique en vue de transporter et de répartir de façon prévisible un matériau agricole fluidisé du type en question. En contrôlant la turbulence normalement aléatoire, l'écoulement peut être prédit et rendu uniforme et ne varie pas lorsque les conditions changent. En d'autres termes, l'écoulement est toujours centré avant une division en flux plus petits et le matériau fluidisé est centralisé de façon similaire. Ainsi, l'orientation particulière d'une tête de répartition ou d'un diviseur n'est pas critique et peut être disposée de la manière la plus commode en ayant à ltesprit d'autres limitations telles que l'espace et la possibilité de la machine à être pliée pour un transport d'un endroit à un autre.Egalement, toute flexion apparaissant lors de l'utilisation de la machine afin de suivre des profils changeants du sol n'est plus critique pour la répartition de la matière. Comme mentionné ci-dessus, la vitesse de l'air de transport est la plus critique. Si la vitesse est trop faible, le tourbillon ne peut pas se former, et si la vitesse est trop élevée, 1' écoulement turbulent tend à s'échapper. Dans l'un ou l'autre cas, on n'obtient-pas un tourbillon captif dans le but de centraliser l'écoulement principal. La plage de vitesse est rendue aussi large que possible en réalisant les crêtes sous une forme à angle aussi vif que possible. Tout arrondissement des crêtes abaissera la vitesse à laquelle le tourbillon s'échappera et augmentera le degré de caractère critique de la vitesse de l'air. Il est nécessaire de déterminer expérimentaiment la vitesse de l'air.Comme mentionné ci-dessus, la distance entre les crêtes, c'est-à-dire le pas P, et le diamètre sur les crêtes est critique. Ces-deux facteurs sont proportionnels au diamètre d'admission D qui, dans le mode de réalisation représenté, est essentiellement le même que le diamètre des creux. La longueur d'approche L est également critique. Cette longueur varie également proportionnellement à la dimension du diamètre d'admission D. Une distance trop courte provoquera un rebondissement et une dispersion de la matière transportée du fait qu'elle est maintenue trop étroitement, et une distance trop longue permettra à la matière de se disperser sur toute la largeur du tuyau.Par exemple, une vitesse de flux d'air, sur le tube de centralisation, de l'ordre de 10-18 mètres/seconde a été déterminé comme satisfaisante pour un système ayant les dimensions indiquées ci-dessus. Le nombre des crêtes du dispositif est constant. Il ne varie pas par rapport à la vitesse de l'air, au diamètre du tuyau, au diamètre sur les crêtes ou l'acuité de celles-ci. Un certain nombre de crêtes poussent successivement l'écouiiement d'air vers le-centre jusqu'à un stade où il perd sa "mémoire" antérieure et commence à se comporter d'une manière prévisible dans laquelle il est centralisé dans le tube. Le dispositif de la présente invention peut être réalisé en un matériau convenable quelconque selon un procédé approprié quelconque. Par exemple, le tube peut être moulé en PVC ou en métal. La sortie 12 du mode de réalisation peut, par exemple, être filetée pour lui permettre de s'adapter à une tête de répartition classique. En plus de centraliser l'écoulement et ainsi d'assurer une répartition uniforme de la matière, le dispositif sert également à éviter des bourrages, puisque la matière est amenée à s'écouler au centre du tube et est moins sujette à se déposer sur les côtés en réduisant le diamètre interne et en provoquant des bourrages. REVENDICATIONS 1 - Tube centralisateur pour transporter un matériau agricole granulaire dans un transporteur pneumatique, caractérisé en ce-que ledit matériau est transporté d'une-man-ière fluidis; ledit tube ayant une forme interne en coupe constituant une série de crêtes et de creux à-angle vif, s'étendant autour de l1intérieur du tube dans une direction sensiblement transversale à la direction axiale de celui-ci de telle sorte, qu'en combinaison avec la vitesse d'un flux d'air de transport le traversant, des tourbillons captifs sont formés dans lesdits creux pour créer une limite le long des sommets desdites crêtes, amenant ledit flux d'air de transport et ledit matériau à s'écouler à l'intérieur de ladite limite dans la partie centrale dudit tube. 2 - Tube centralisateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qutil est circulaire en coupe et est agencé pour être inséré dans un transporteur pneumatique tubulaire immédiatement en amont d'une tête de répartition où un flux principal est divisé en un ensemble de flux plus petits de façon à provoquer un écoulement sensiblement centralisé indépendamment de l'orientation particulière de l'appareil comprenant ledit tube de centralisation. 3 - Tube centralisateur selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé en ce que ladite forme interne en coupe constitue une série d'ondulations de forme triangulaire stétendant axialement audit tube centralisateur.