Brevet FR2459188A1 — publié le 19810109

La présente invention a pour objet un disposi- tif d'aération nar déchzarge brusque d'air comprimé, no- tamment pour faciliter l'écoulement de matières stockées, du type comprenant un réservoir de stockage d'air compri- mé muni d'un orifice d'entrée susceptible d'être relié à une source d'alimentation en air comprimé par l'intermé- diaire d'une vanne à trois voies, une conduite de déchar- ge de l'air comprimé stocké, laquelle conduite s'étend sensiblement sur toute la longueur du réservoir et se prolonge à l'extérieur du réservoir pour déboucher dans une enceinte à aérer, et des moyens de valve pour d'une part, dans un premier temps, mettre en communication l'in- térieur du réservoir, sauf ladite conduite, avec l'orifice d'alimentation en air comprimé, et d'autre part, dans un deuxième temps obturer l'orifice d'entrée et mettre en communication l'intérieur du réservoir avec ladite con- duite de décharge, l'orifice d'entrée relié à la source d'alimentation en air comprimé étant disposé dans l'axe de ladite conduite de décharge, à distance de l'extrémité interne de cette dernière qui constitue un siège de sou- pape. L'écoulement des produits par exemple granulai- res ou pulvérulents stockés en silos, trémies, convoyeurs ou similaires présente souvent des difficultés du fait de la formation de ponts, voites ou cheminées qui constituent des zones critiques de colmatage o les produits sont com- primés et bloqués. Afin de libérer les produits accumulés dans des zones de colmatage, il est connu de procéder dans le silo ou récipient de stockage de produits, à des décharges brusques d'air comprimé préalablement accumulé dans un ré- servoir relié à une source d'alimentation en air comprimé. De telles décharges brusques sont réalisées à l'aide d'ap- pareils dits canons à air comprimé qui comprennent une chambre à piston reliée par l'intermédiaire d'une vanne à 2- un réseau de distribution d'air comprimé, un tuyau d'é- jection et un réservoir disposé autour du tuyau d'éjec- tion et de la chambre à piston. Dans un tel système, l'air comprimé entrant dans la chambre à piston repousse celui-ci vers l'avant afin d'obturer le tuyau d'éjection et permettre l'entrée d'air dans le réservoir grâce à une petite ouverture latérale libérée entre la chambre à pis- ton et le réservoir. Lorsque le réservoir a été rempli d'air comprimé, il est possible de provoquer une décharge brutale de l'air par le tuyau d'éjection en diminuant brusquement la pression dans la chambre à piston de sorte que le piston se décolle de l'extrémité du tuyau d'éjec- tion et est renvoyé en arrière par la pression de l'air accumulée dans le réservoir. L'air s'échappe alors par le tuyau d'éjection et produit dans le silo ou récipient o les produits sont accumulés une véritable onde de choc qui fluidifie les produits stockés et favorise ainsi leur écoulement. Un tel dispositif, capable de se recharger à partir de sources ordinaires d'air comprimé est ainsi, pré- vu pour produire par intermittence, des décharges brusques d'un volume prédéterminé d'air comprimé, dans la masse même des produits que l'on désire aérer ou dont on veut amélio- rer l'écoulementToutefois, les dispositifs existants sont relativement coûteux et longs à fabriquer car ils nécessi- tent la mise en oeuvre d'un piston usiné. En outre, la présence d'un piston de masse assez importante soumis à des mouvements de recul brusques constitue un inconvénient dans la mesure o notamment l'énergie cinétique mise en oeuvre est non négligeable. La présente invention vise précisément à remé- dier aux inconvénients précités et à permettre la réalisa- tion d'un dispositif d'aération par onde de choc qui soit à la fois sûr, peu coûteux, facile à fabriquer, et d'une plus grande efficacité grâce à une conception plus simple des divers éléments constitutifs. -3- Ces buts sont atteints grâce à un dispositif d'aération par décharge brusque d'air comprimé, du type mentionné au début, dans lequel, conformément à l'inven- tion, les moyens de valve comprennent au moins une membra- ne flexible interposée entre l'extrémité interne de la conduite de décharge et ledit orifice d'entrée, et capa- ble de réaliser alternativement l'obturation de la seule extrémité interne de la conduite de décharge lorsque la pression de l'air comprimé de la source d'alimentation io est appliquée sur l'orifice d'entrée, et l'obturation du seul orifice d'entrée lorsque la pression de l'air compri- mé de la source d'alimentation n'est plus exercée sur celui-ci, et ladite membrane est disposée sensiblement perpendiculairement à l'axe de la conduite d'échappement et de l'orifice d'entrée et présente au moins une perfo- ration dans sa partie située entre l'extrémité interne de la conduite d'échappement et la partie formant paroi ex- térieure du réservoir de stockage d'air comprimé. De façon préférentielle, l'orifice d'entrée est formé dans une pièce démontable rapportée à l'extrémité du réservoir de stockage qui est voisine de l'extrémité interne de la conduite d'échappement et présente une ou- verture de section supérieure à la section de la conduite d'échappement et la partie périphérique de la membrane des moyens de valve est fixée entre l'extrémité du réservoir de stockage et ladite pièce démontable rapportée. Dans ce cas, ladite pièce démontable d'extrémité rapportée présente une partie interne de forme sensible- ment tronconique. Selon encore une autre caractéristique de l'in- vention, la partie centrale de la membrane formant clapet est serrée entre deux plaques rigides coopérant respecti- vement avec l'extrémité interne de la conduite d'échappe- ment et le contour de l'orifice d'entrée formant sièges de soupape. -4- D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui fait suite d'un mode particulier de réa- lisation, en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique montrant l'agencement d'un dispositif d'aération sur un silo rem- pli de produits à écouler, - la figure 2 est une vue en élévation avec ar- rachement d'un exemple de dispositif d'aération conforme à la présente invention, - les figures 3 et 4 sont des vues schématiques en coupe axiale d'un dispositif d'aération selon l'inven- tion respectivement en position de remplissage et en po- sition de décharge. La figure 1 montre un récipient ou conteneur , tel qu'une trémie, rempli de produits pulvérulents ou granulaires 101. Il est souhaitable qu'une telle tré- mie 100 soit statique et non équipée de vibreur afin d'é- viter des tassements du produit 101 qui doit s'écouler par gravité et s'échapper par l'ouverture inférieure 103. Afin de détruire les voûtes, ponts, cheminées qui de fa- çon naturelle tendent à se former par l'agglomération de particules du produit 101 notamment au voisinage des pa- rois de plus faible pente telles que 104, un ou plusieurs dispositifs 1 d'aération par décharge brusque d'air com- primé sont montés sur la paroi même du récipient 100. Chaque dispositif d'aération 1 comprend essen- tiellement un réservoir 10 de stockage d'air comprimé, prolongé par un conduit d'échappement 9 muni d'un disposi- tif d'accouplement, par exemple à bride 91, pour faciliter le montage du dispositif 1 sur le récipient 100. Le con- duit d'échappement 9 ou un conduit associé, se prolonge jusqu'à l'intérieur du récipient 100. Du côté du réservoir opposé au conduit d'échappement 9, un ensemble 8 con- trôle l'arrivée d'air comprimé dans le réservoir propre- -5- ment dit 10 à partir d'une canalisation 7 reliée par l'intermédiaire d'une vanne à trois voies 6 à un réseau normal 4 d'alimentation en air comprimé, par exemple à une pression comprise entre environ 4 et 16 bars. La vanne 6 commande le remplissage du réservoir 10 par la mise en communication de la canalisation 7 avec le réseau 4 d'alimentation en air comprimé, et le vidage du réser- voir 10 par la mise en communication de la canalisation 7 avec l'échappement 5. Lors de la mise à l'échappement de la canalisation 7, l'ensemble 8 du dispositif d'aéra- tion 1 provoque automatiquement la décharge immédiate de l'air comprimé contenu dans le réservoir 10, par le con- duit 9 pour produire une onde de choc 102 à l'intérieur du récipient 100. La structure même du dispositif 1 sera mainte- nant décrite de façon détaillée en référence à la figure 2. Un réservoir 10,dont la contenance est fonction des appli- cations envisagées et peut être par exemple comprise entre environ 10 et 150 litres, mais peut également atteindre des valeurs très supérieures, est formé par exemple à par- tir de deux calottes 11,12 en tôle d'acier soudées de fa- çon étanche pour constituer une enceinte résistant à la pression. L'une des extrémités du réservoir 10, par exem- ple la calotte 11 est traversée par un conduit d'échappe- ment 9 dont la section est très sensiblement inférieure à la section de réservoir 10. Le conduit axial 9 qui émerge à l'extérieur du réservoir 10 est fixé de façon étanche, par exemple par soudage, à la calotte 11 et se prolonge par une portion 90 sur la majeure partie de la longueur du réservoir 10. Comme on peut le voir sur la figure 2, la calotte 12 peut être nwiie d'une ouverture 13 de diamètre supé- rieur au diamètre du conduit 90 et une-partie 14 peut être rapportée sur la calotte 12, autour de l'ouverture 13. Dans ce cas, la partie de conduit 90 peut se rapporter au-delà de la surface définie par la simple calotte 12 et se terminer au voisinage de l'extrémité de la partie rapportée 14. L'extrémité 92 du conduit -6- est prévue pour constituer un siège de soupape destiné à coopérer avec un clapet 2 solidaire d'une membrane 22 disposée transversalement par rapport au tronçon de con- duit 90. La membrane 22 flexible qui peut être par exem- ple en caoutchouc est fixée par sa périphérie sur l'ex- trémité 14 du réservoir 10. La membrane 22 ferme de façon étanche la partie 14 à l'exception de un ou plusieurs pe- tits orifices calibrés 26 ménagés dans la membrane dans sa partie en forme de couronne disposée entre l'extrémité interne du conduit 92 du conduit 90 et la partie de la paroi 14 du réservoir 10. Une pièce rapportée 8 munie d'un orifice d'ad- mission 81 est fixée de façon amovible sur la partie d'ex- trémité 14 du réservoir 10 par des moyens de liaison tels que des boulons 83, 84 engagés dans des orifices 82. La pièce de fond amovible 8 vient notamment serrer la partie périphérique de la membrane 22 sur la partie 14. Un petit espace libre est ménagé entre la paroi interne de la pièce de fond 8 et l'extrémité 92 du tronçon de conduit 90 de manière à permettre un certain débattement de la membrane 22 portant le clapet 2 entre l'extrémité 92 de conduit axial d'échappement et la paroi interne 30 de la pièce de fond 8. Un orifice axial d'admission 81 est formé dans la pièce de fond 8 et est prévu pour être raccordé à une ca- nalisation 7. La paroi interne 30 de la pièce de fond 8 peut être par exemple de forme tronconique et délimite avec la membrane 2 une chambre 31 qui est mise en commu- nication avec la canalisation 7 par l'orifice d'admission 81 et avec l'intérieur du réservoir 10 par les orifices calibrés 26. La membrane 22 peut être montée en sandwich entre deux plaques 21, 23 coopérant respectivement avec l'extrémité 92 du tronçon de conduit 90 et une portée 85 de la paroi interne 30 de la pièce de fond 8. La portée 85 constitue un siège de clapet pour la plaque 23 autour - 7 - de l'orifice d'admission 81. Les plaques 21, 23 sont as- semblées à la membrane 22 de façon étanche, à l'aide d'un moyen d'assemblage tel que 24. Un ressort 25 peut coopé- rer avec le clapet 21, 22, 23 pour ajuster la raideur de la membrane 22. Le fonctionnement du dispositif sera maintenant décrit en référence aux figures 2 à 4. Dans un premier temps, la vanne 6, qui est une vanne ou électrovanne classique à 3/2 voies, met en com- munication la canalisation 7 avec la source 4 d'alimenta- tion en air comprimé. L'air comprimé pénètre par l'orifice d'admission 81 de la pièce de fond 8 dans la chambre 31 et repousse la membrane 22 qui plaque le clapet 21 contre l'extrémité 92 du tronçon de conduit 90 fermant ainsi l'ouverture de ce dernier. L'air comprimé passe alors de la chambre 31 à l'intérieur du réservoir 10, sauf le con- duit 90, par les orifices 26 de la membrane 22. L'inté- rieur du conduit 90 étant à la pression atmosphérique, l'ensemble 2 reste plaqué contre l'extrémité 92 du conduit 90 pendant tout le temps du remplissage du réservoir 10 par l'air comprimé. Lorsque l'opération de recharge du réservoir 10 est terminée, c'est-à-dire lorsque tout l'intérieur du ré- servoir 10, sauf le conduit 90, est rempli d'air comprimé, le dispositif qui reste en communication avec l'alimenta- tion en air comprimé est prêt à fonctionner. La décharge brusque de l'air comprimé par le conduit d'échappement 9 est alors -provoquée par la simple manoeuvre de l'électro- vanne 6 qui qui est mise à l'échappement (figure 4). L'air comprimé encore présent dans la petite chambre 31 et la canalisation 7 est alors évacué instantanément par l'échap- pement 5 de la vanne 6, provoquant un mouvement de la mem- brane 22 sous l'action de la pression emmagasinée dans le réservoir 10 et amenant la fermeture de l'orifice d'admis- sion 81 par la plaque 23. L'extrémité 92 du conduit d'é- -8- chappement 90 est alors dégagée et l'air comprimé emma- gasiné dans le réservoir 10 s'échappe brusquement par ce conduit 9 vers l'intérieur de l'enceinte sur laquelle est monté le dispositif Le réservoir 10 une fois vidé, le cycle peut re- commencer et la recharge du réservoir 10 s'effectue comme indiqué précédemment par mise en communication de la canalisation 7 avec l'alimentation 4 en air comprimé par la vanne 6. - Le dispositif selon l'invention est particuliè- rement remarquable par le fait que l'alimentation en air comprimé est opérée-axialement à partir de l'orifice d'en- trée 81, de même que la décharge par le tube axial 9. L'arrivée et le départ en ligne de l'air comprimé con- tribuent à assurer un'fonctionnement aisé et sûr du sys- tème, d'autant plus que le seul ensemble mobile est cons- titué par la membrane 22 qui avec ses éléments associés est de faible masse et présente un débattement limité. Enfin, le dispositif selon l'invention est par- ticulièrement compact car les moyens de valve constitués par l'ensemble 2 formant clapet et la partie de fond 8 présentent un encombrement limité dans le sens axial. _9 _ REVENDICATIONS 1. Dispositif d'aération par décharge brusque d'air comprimé, notamment pour faciliter l'écoulement de matières stockées, du type comprenant un réservoir de stockage d'air comprimé muni d'un orifice d'entrée suscep- tible d'être relié à une source d'alimentation en air com- primé par l'intermédiaire d'une vanne à trois voies, une conduite de décharge de l'air comprimé stocké, laquelle conduite s'étend sensiblement sur toute la longueur du réservoir et se prolonge à l'extérieur du réservoir pour déboucher dans une enceinte à aérer, et des moyens de valve pour d'une part, dans un premier temps, mettre en communication l'intérieur du réservoir, sauf ladite con- duite, avec l'orifice d'alimentation en air comprimé, et d'autre part dans un deuxième temps obturer l'orifice d'entrée et mettre en communication l'intérieur du réser- voir avec ladite conduite de décharge, l'orifice d'entrée relié à la source d'alimentation en air comprimé étant disposé dans l'axe de ladite conduite de décharge, à dis ta nc e de l'extrémité interne de cette dernière qui constitue un siège de soupape, caractérisé en ce que les moyens de valve comprennent au moins une membrane flexible interposée entre l'extrémité in- terne de la conduite de décharge et ledit orifice d'entrée, et capable de réaliser alternativement l'obturation de la seule extrémité interne de la conduite de décharge lorsque la pression de l'air comprimé de la source d'alimentation est appliquée sur l'orifice d'entrée, et l'obturation du seul orifice d'entrée lorsque la pression de l'air compri- mé de la source d'alimentation n'est plus exercée sur celui-ci, et en ce que ladite membrane est disposée sensi- blement perpendiculairement à l'axe de la conduite d'échap- pement et de l'orifice d'entrée et présente au moins une perforation dans sa partie située entre l'extrémité inter- ne de la conduite d'échappement et la partie formant paroi extérieure du réservoir de stockage d'air comprimé. _ 10_ 2. Dispositif d'aération selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée est formé dans une pièce démontable rapportée à l'extrémité du réservoir de stockage qui est voisine de l'extrémité interne de la conduite d'échappement et présente une ouverture de section supérieure à la section de la conduite d'échappement, et en ce que la partie périphérique de la membrane des moyens de valve est fixée entre l'extrémité du réservoir de stockage et ladite pièce démontable rapportée. 3. Dispositif d'aération selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite pièce démontable d'extrémité rapportée présente une paroi interne de forme sensible- ment tronconique. 4. Dispositif d'aération selon l'une des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que la partie centrale de la membrane formant clapet est serrée entre deux pla- ques rigides coopérant respectivement avec l'extrémité interne de la conduite d'échappement et le contour de l'orifice d'entrée formant sièges de soupape. ij