Brevet FR2473481A1 — publié le 19810717

La présente invention concerne un dispositif en vue de l'évacuation finale de matières granuleuses contenues dans un silo Les silos prévus pour contenir des matières granuleuses notamment des grains de céréales, légumineux ou oléagineux sont parfois prévus pour permettre l'écoulement gravitaire du grain et à cet effet le fond du silo est conformé selon un cône qui permet de recueillir par gravité pratiquement toute la matière contenue. Toutefois, là conformation de tels cônes pour des silos de grande dimension représente des travaux onéreux de terrassement lorsque la base du silo est enterrée ou une perte importante de volume et un accroissement du coût des superstructures lorsque le cône constituant le fond est surélevé par rapport au sol. Dans tous les cas , le prix de revient se trouve grevé par la nécessité de conformer le fond afin de permettre l'écoulement des grains par gravité. Dans le cas de silo à fond à plat, l'écoulement gravitaire des grains laisse subsister un tas résiduel reposant sur le sol après écoulement du grain par les trappes d'évacuation. I1 est alors nécessaire de pelleter manuellement ou de balayer le tas pour parfaire l'évacuation,ce qui représente un travail fastidieuxetlong,par conséquent une perte de temps et un accroissement du prix de la manutention. On connaît des dispositifs installés dans le fond d'un silo plat visant à permettre l'évacuation pneumatique du tas résiduel par fluidisation de ce dernier ; ces dispositifs présentent toutefois l'inconvénient d'installations fixes coûteuses et dont l'efficacité n'est pas toujours assurée ; en effet, pour évacuer les derniers grains qui subsistent entre les rangées de conduits d'alimentation pneumatique, il est nécessaire d'injecter un courant d'air particulièrement fort pour aboutir à balayer les quelques grains qui subsistent et qui ne sont pas suffisants par leur nombre pour constituer un lit fluidisé ; ces grains sont donc chassés en réalité par balayage pneumatique d'oh nécessité de pression élevée de façon à obtenir une vitesse cinétique du jet suffisante pour assurer le balayage du grain d'où un accroissement du prix du matériel installé et une consommation plus élevée d'énergie. L'invention vise à remédier à ces inconvénients et permet de réaliser un dispositif automatique et simple pour l'évacuation pneumatique de matières granuleuses contenues dans un silc après écoulement gravitaire de ces dernières. A cet effet, l'invention concerne un dispositif pour l'évacuation finale pneumatique de matières granuleuses contenues dans un silo , après écoulement du tas par gravité, du type comportant au moins un conduit d'air alimenté en air sous pression et pourvu de fentes ou buses d'éjection et aptes à insuffler de l'air sous pression au niveau du sol en vue de la formation d'un lit fluidisé et de l'évacuation de ce lit vers des trappes de sortie, et le dispositif est caractérisé en ce que ledit conduit est monté mobile et est associé à des organes moteurs propres à assurer son déplacement dans un plan parallèle au plan de repos du tas. Selon une caractéristique le conduit mobile est apte à balayer au moins partiellement la surface horizontale du fond du silo , l'ensemble de cette surface étant parcouru par au moins un conduit en assurant ainsi l'action pneumatique des conduits mobiles sur l'ensemble du fond. On pourra ainsi prévoir un ou plusieurs conduits, disposés l'un par rapport à l'autre selon des configurations géométriques diverses, et il sera également possible dans le cadre de l'invention de prévoir des mouvements selon des formules variées, dès lors que le mouvement du ou de l'ensemble des conduits aboutit à assurer que chaque point. de la surface au sol du silo soit parcouru et soumis à l'action d'au moins un conduit pneumatique. Selon une forme de réalisation particulière, le conduit mobile est relié à source fixe d'alimentation d'air sous pression par des moyens de liaison souples. Par exemple la liaison est assurée par une gaine en matériau souple telle qu'un conduit en caoutchouc annelé. Selon une variante le conduit mobile est soumis à un mouvement alternatif de va-et-vient, un parcours étant suivi par un parcours d'égale distance en sens inverse, ramenant le conduit à son point de départ. Dans ce cas, le conduit peut comporter deux fronts diamétralement opposés et pourvus chacun d'orifices d'insufflation, chacun des fronts étant pourvu de moyens d'obturation amovibles permettant de mettre en action successivement chacun des fronts, le front mis en action (et pour lequel les organes d'obturation sont dégagés) étant celui situé dans le sens d'avancement du conduit mobile, le front opposé étant alors obturé, de sorte que l'air est injecté dans la direction d'avancement du conduit mobile. Mais le conduit mobile peut également comporter un seul front actif, le front opposé étant mort et constitué d'une paroi obturée ; dans ce cas, le conduit mobile pourra effectuer un mouvement actif dans une direction puis être ramené à son point de départ par l'opération de retour,(sans insufflation lors du retour ), le conduit mobile etant alors ramené en position de depart pour un cycle actif. Diverses formes géométriques peuvent être prévues dans le cadre de la présente invention, selon la configuration des silos Dans le cas d'un silo quadrangulaire on pourra prévoir un conduit transversal, apte à balayer par un mouvement longitudinal l'ensemble de la surface du silo , en chassant devant lui et en fluidisant le tas de grains résiduel qui- s'écoule alors par gravité par la trappe ou la tranchée d'évacuation centrale. Dans le cas de silos circulaires, le conduit mobile pourra avantageusement avoir la forme d'un rayon,son mouvement étant un mouvement de rotation , en parcourant ainsi la surface de l'ensemble du silo circulaire. Dans le cas d'un conduit mobile disposé selon un rayon dans un silc circulaire , le raccordement à la source d'alimentation en air sous pression pourra se faire également selon une gaine de communication souple (gaine en caoutchouc annelé) ; le mouvement du conduit étant alors un mouvement de va-et-vient, le conduit radial étant ramené à son point de départ après avoir parcouru un cycle complet, et. étant alors prêt à entamer un deuxième cycle actif. Dans le cas de conduits mobiles radiaux , on pourra également prévoir le raccordement du conduit à l'alimentation fixe en air comprimé par une tubulure verticale centrale, connectée par un joint convenable avec une tubulure fixe d'arrivée d'air sous pression , les deux tubulures étant concentriques à l'axe de rotation du conduit rayonnant. Selon une variante, intéressant le cas de silos circulaires, les conduits mobiles radiaux peuvent être reliés et solidarisés entre eux par des éléments de conduits en forme d'arc de cercle raccordés sur les conduits radiaux à longueur convenable. Par exemple, les conduits de communication en arc de cercle sont disposés à mi-parcours des conduits radiaux. Selon une variante, les conduits de communication en arc de cercle sont disposés en extrémité, vers la périphérie de. la base du silo en assurant ainsi un effet d'insufflation centripète, chassant le grain vers la trappe centrale d'évacuation. La motorisation du ou des conduits mobiles peut être assurée par tout moyen approprié. Avantageusement, le conduit mobile sera pourvu d'un moteur électrique assurant la rotation d'au moins une roue prenant appui sur le sol et assurant le déplacement du conduit. Dans le cas d'un conduit parcourant un silo quadrangulaire selon un mouvement longitudinal, le moteur sera de préférence accouplé à un arbre de. transmission transmettant le mouvement à au moins deux roues porteuses assurant le déplacement du conduit mobile. Dans ce cas l'alimentation du moteur se fera par une gaine souple couplée à la gaine d'alimentation du conduit en air comprimé. Par exemple, les gaines souples d'alimentation (respectivement en air comprimé et en courant électrique) sont suspendues à intervalle régulier a des rails disposés dans une saigne longitudinaled l'abri du parcours du grain. Selon une variante la motorisation du conduit est obtenue en utilisant le courant d'air débité depuis la source d'alimentation en air sous pression a l'intérieur du conduit, le conduit comportant a cet effet une helice entrainée en rotation par ce courant d'air et transmettant son mouvement à au moins une roue. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec une forme de réalisation particulière présentée a titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés. La figure 1 représente une vue en coupe d'une première forme de réalisation de l'invention dans laquelle un conduit radial est disposé dans un silo circulaire. La figure 2 représente une vue en perspective avec arrachage partiel du fond du silo , selon la figure 1. La figure 3 représente une vue en plan de la forme de réalisation des figures 1 et 2. La figure 4 représente une variante d'un dispositif rotatif monté dans un silo circulaire. La figure 5 représente une variante d'un conduit rotatif dans un silo circulaire. La figure 6 représente un conduit mobile balayant, d'un mouvement longitudinal,un silo quadrangulaire. La figure 7 représente une vue en coupe du dispositif de la figure 6. La figure 8 représente une variante? d'un conduit de balayage longitudinal. La figure 9 représente une vue de détail d'une forme de réalisation'du conduit mobile. La figure 10 montre plus en détail 1 'extrémité d'un conduit de soufflage. Selon les figures 1, 2 et 3 on voit le fond d'un silo circulaire ou cylindrique, le fond 1 étant muni d'une trappe centrale 2 dont les bords 3 sont biseautés pour permettre l'écoulement du grain dans le fond de la trappe, où il est repris par des moyens d'évacuation tels qu'une vis d'archimède. Le silo est délimité sur son pourtour par une paroi cylindrique 4. Selon l'invention on a prévu un conduit d'évacuation pneumatique mobile sous forme d'un bras radial depuis le centre jusqu'à la paroi. Ce conduit 5 est donc pourvu de fentes 6,6' aptes à insuffler de l'air de façon convenable en assurant la fluidisation des grains formant le tas résiduel et en assurant ainsi leur évacuation vers la trappe centrale 2 Le bras de disposition radiale se termine à son extrémité par un carter 7 contenant le dispositif de motorisation , ici un moteur électrique 8 animant la roue 9 prenant appui sur le sol et assurant l'avancement (lent et régulier) du bras 5. Au centre, le conduit radial part d'une tubulure verticale à laquelle il est raccordé par un coude d'équerre ; cette tubulure verticale 10 est rotative avec lui et elle répose par exemple par l'intermédiaire de roulements 11 et 12 sur un croisillon 14, 15 venu des parois intérieurs de la trappe La base de la tubulure 10 est associée à la tubulure concentrique 16 dans laquelle elle s'emboite avec interposition d'un joint d'étanchéité (par exemple en matériau à faible coefficient de frottement tel qu'une résine fluorée ou polyimide) ; la canalisation 16 débouche a l'extérieur du silo et elle est alimentée de toute façon convenable en air comprimé qui est ainsi insufflé jusque dans le conduit 5 d'où il sort par les perforations 6 en assurant la fluidisation du tas. Le moteur électrique 8 sera alimenté par la gaine 17 qui est montée à l'intérieur du conduit mobile et qui est elle-même raccordée a la canalisation 18, montée dans la tubulure fixe 16 avec interposition d'un joint tournant 19. La figure 4 montre une variante dans laquelle les conduits mobiles sont également montés radialement et ils sont raccordés dans les mêmes conditions que décrites précédemment à une tubulure d'arrivée centrale et fixe. Les tubulures radiales 21, 22, 23, 24 sont ici reliées entre elles par des tubulures intermédiaires de communication en forme d'arc de cercle 25, 26, 27 et 28 assurant ainsi la communication des bras radiaux et équilibrant la pression à l'intérieur de l'ensemble ; en outre les éléments d'insufflation en arc de cercle permettent d'assurer éventuellement l'aération du tas ; ils pourront également être pourvus d'obturateurs mobiles qui permettraient d'assurer automatiquement l'obturation d'extrémités des conduits en arc décercle lors de la mise en rotation des conduits radiaux ; on peut en effet ainsi utiliser les gaines d'insufflation en arc de cercle pour l'aération du tas et les mettre hors circuit lorsque les bras ou conduits radiaux sont mis en mouvement pour assurer l'évacuation par fluidisation du tas résiduel après écoulement par gravité.Les conduites en arc de cercle sont disposées au-dessus du niveau des conduites radiales. Selon une variante les conduits de communication en arc de cercle peuvent être reportés a l'extrémité des conduits radiaux les conduits en arc de cercle étant alors situés au niveau de la périphérie du silo ; dans ce cas, on obtient un effet d'insufflation d'air dans une direction centripète en complétant ainsi l'action de fluidisation du tas qui. permet une évacuation rapide vers la trappe 2. La figure 5 montre une variante dans laquelle le bras, tout en épousant une forme générale radiale est néanmoins recourbé et il a une forme concave dans le sens du mouvement de rotation représenté par la flèche F. Le bras 30 insuffle ainsi des courants d'air selon les flèches représentées à proximité directe-du bras, ces flèches ayant des directions orthogonales à l'axe de la section correspondante du bras, la résultantede ces divers courants,représentés par les flèches f donnant une direction en spirale centripète, conduisant donc également le grain fluidisé vers la trappe centrale 2. On a représenté aux figures 1 à 4, les conduits radiaux avec une section régulièrement décroissante vers-l'extrémité, de façon à compenser les pertes de charge dues aux sorties d'air; mais le décroissement de la section du conduit peut également se faire par paliersen utilisant des éléments de conduits prismatiques solidarisés bout à bout. Les figures 6 et 7 montrent une variante dans laquelle le conduit est disposé dans un silo quadrangulaire ; le conduit linéaire 31 est ainsi appelé à suivre un parcours longitudinal de va-et-vient conforme à la flèche F1 de la figure 6. Dans l'exemple ici représenté le conduit est alimenté par les gaines souples 32, 32' qui sont mobiles,par exemple étant suspendues à intervalle régulier à un rail 33, 33'; lesdites gaines souples (par exemple gaine-en caoutchouc annelé) étant logées dans des saignées 34,34' prévues sur les parois latérales de la tranchée centrale 35 ; cette dernière, prévue pour l'évacuation du grain peut être garnie dans son fond d'une vis d'archimède 36, de façon connue. Le conduit mobile 31 est monte sur un train de roues 37, 37', 38,38' mues par un arbre 39, lui-même entraîné par le moteur 40. Le conduit mobile 31 comporte , comme décrit précédemment, des fentes 41, 41' projettant des courants d'air au niveau du sol et assurant la fluidisation du tas de grains et son évacuation vers la tranchée centrale 35. Le moteur 40 est alimenté en courant par une gaine électrique souple cheminant parallèlement à l'une des gaines d'alimentation pneumatique 32 ou 32'. Le conduit mobile linéaire 31 peut ainsi parcourir toute la surface du fond du silo en balayant devant lui le tas de grains fluidisé au fur et a mesure de son avancement et s'écoulant par conséquent vers la tranchée d'évacuation 35. Selon la figure 8, l'alimentation en air comprimé pourrait également se faire par les extrémités 43, 43' du conduit transversal 44, les gaines d'alimentation souple 45,45' étant comme précédemment , suspendues à intervalle régulier à un rail 46, disposé sous un décrochement des parois latérales du silot. La figure 9 donne une vue partielle en perspective de l'alimentation du conduit transversal 44. La figure 10 illustre une vue d'une section d'une forme de réalisation du conduit mobile selon l'invention ; les fentes 47 inclinées vers l'avant du conduit 48 permettent de diriger vers le bas les jets d'air tandis que les fentes inférieures 49 assurent un jet horizontal directement au niveau du sol. Diverses variantes seront de réalisation possible , en dehors des moyens décrits ci-dessus. Notamment la motorisation du conduit mobile peut être obtenue (de façon non représentée aux dessins ) en utilisant le flux d'air et l'énergie qu'il véhicule. A cet effet, une hélice est disposée dans le conduit mobile, à proximité du débouché de l'alimentation en air sous pression et cette hélice capte ainsi l'énergie cinétique de l'air véhiculé et la mise en rotation de l'hélice entraîne un arbre engrenant sur une ou plusieurs roues motrices du conduit. Dans le cas d'un conduit d'insufflation radiale, installé dans un silo circulaire, le tube vertical 10 (figures 1 et 2) peut être entraîné en rotation par une courroie crantée ou non, une chaîne, une crémaillère circulaire , une roue à rochet ou analogues; le moteur ou le vérin, peut être électrique, hydraulique ou pneumatique et ce moteur sera avantageusement placé dans une niche pratiquée dans la paroi latérale dela trappe centrale d'évacuation 3. L'entraînement par l'extrémité rotative du conduit radial pourra également être assuré par un pied télescopique incliné -à mouvements alternatifs commandés par une bielle ou par un vérin ; l'extrémité du pied prend appui sur le fond du silo ou éventuellement sur la paroi verticale de ce dernier ; et l'extrémité inférieure du pied sera constitué d'un tube télescopique muni d'un ressort ; dans le cas d'une résistance à l'avancement contrariant la manoeuvre, le mouvement d'extension se limitera à la manoeuvre de mise sous tension du ressort au niveau de l'extrémité du pied télescopique ; la semelle de ce dernier prenant appui sur la paroi d'appui (sol ou parois latérales) sera munie d'une surface à coefficient de friction élevé. Les figures montrent également en pointillés diverses variantes de réalisation de l'invention. On voit ainsi en pointillés sur la figure 2 que le bras radial 5 peut comporter avantageusement des-ramifications à angle droit constituées d'éléments de conduits borgnes, c'est-à-dire obturés à leurs extrémités opposées à leur raccordement sur le conduit mobile 5. Ces branches perpendiculaires 50, 51, 52 sont espacées régulièrement le long du bras 5. Ces conduits ou branches transversales sont raccordés sur le conduit 5 et ils reçoivent par conséquent l'air sous pression qui s'engage à l'intérieur de chacun de ces conduits 50,51, 52; et cet air s'échappe par les fentes, normalement à la paroi de ces conduits c'est-à-dire que les filets d'air, représentés par les flèches f f2, f sont dirigés légèrement vers le bas et vers la trappe d'évacuation centrale 3. Dans ces conditions l'évacuation finale du grain, lorsqu'il ne reste plus que quelques éléments épars , peut se faire par balayage pneumatique , les branches perpendiculaires 50, 51 et 52 dirigeant alors des flux d'air actifs vers la trappe centrale et permettant l'évacuation totale. Chacune de ces branches 50, 51, 52 peut comporter un étrier ou béquille-support 53 , par exemple sous forme de U disposé en position de repos à faible distance par rapport à la sole constituant la base du silo. Ainsi, lorsque le silo est rempli, le poids du grain superposé sur chacun de ces éléments 50, 51, 52 (disposés en porte-à-faux par rapport au conduit 51 tendrait à fléchir et évèntuellement à rompre ce conduit perpendiculaire ; mais le conduit fléchit légèrement jusqu'a ce que la béquille 53 vienne au contact du sol et assure ainsi le repos de cet élément ; lorsque le grain est évacué par gravité, le bras 51 se trouve ainsi libéré et la béquille 53 est dégagée du sol ce qui permet l'avancement, sans résistance ni frottement du conduit mobile 5. Selon la figure 9, on a représenté également en 50' et 51' les éléments perpendiculaires intervenant dans les mêmes conditions et constitués de branches ou éléments de conduits borgnes disposés perpendiculairement par rapport au conduit mobile principal 44 et du caté de l'insufflation et de l'avancement de ce dernier ; et ainsi ces branches ou conduits perpendiculaires 50' , 51' permettent l'insufflation de courants d'air qui chassent les grains en direction de la tranchée centrale d ' évacuation. La figure 3 montre également en pointillés en variante selon laquelle un bras radial 5' est associé au bras 5 ; ces deux bras étant disposés à environ 120 . Les bras 5 et 5' jouent le rôle décrit précédemment dans la phase finale d'évacuation du grain et ils peuvent comporter éventuellement les branches ou ramifications perpendiculaires 50, 51, 52 représentées à la figure 2 ; dans la variante illustrée en pointillés à la figure 3, on voit que les deux bras 5 et 5' peuvent fonctionner avantageusement pour assurer l'aération du grain en période de stockage ; en effet, dans ce cas on a prévu des grilles de passage d'aération 54, 55, 56 et 57 qui sont prévues dans la dalle et qui sont aisément alimentées par la conduite fixe 16, étant disposée à l'aplomb de cette- conduite. Dans ces conditions il est facile de positionner, avant le remplissage du silo , leS deux bras 5 et 5' à équidistance de l'alignement des grilles 54 à 57 de façon à obtenir un dispositif dans lequel trois sources radiales d'air seront disposées à équidistance sur le fond du silo en permettant une répartition avantageuse et suffisante de l'air d'aération dans l'ensemble du tas. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour l'évacuation finale pneumatique de matières granuleuses contenues dans un silo, après écoulement du tas par gravité, du type comportant au moins un conduit d'air alimenté en air sous pression et pourvu de fentes ou buses d'éjection et aptes a insuffler de l'air sous pression au niveau du sol en vue de la formation d'un lit fluidité et de l'évacuation de ce lit vers des trappes de sortie, caractérisé en ce que ledit conduit est monté mobile et est associé à des organes moteurs propres à assurer son déplacement dans un plan parallèle au plan de repos du tas. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit mobile est apte à balayer au moins partiellement la surface horizontale du fond du silo, l'ensemble de cette surface étant parcouru par au moins un conduit en assurant ainsi l'action pneumatique des conduits mobiles sur ltensemble du fond. 3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le conduit mobile est relié a source fixe d'alimentation d'air sous pression par des moyens de liaison souples. 4;- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le conduit mobile est soumis à un mouvement alternatif de va-et-vient , un parcours étant suivi par un parcours d'égale distance en sens inverse, ramenant le conduit à son point de départ. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le conduit comporte deux fronts diamétralement opposés et pourvus chacun d'orifices d'insufflation, chacun des fronts étant pourvu de moyens d'obturation amovibles permettant de mettre en action successivement chacun des fronts, le front mis en action (et pour lequel les organes d'obturation sont dégagés) étant celui situé dans le sens d'avancement du conduit mobile, le front opposé étant alors obturé, de sorte que l'air est injecté dans la direction d'avancement du conduit mobile. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour silo à base circulaire caractérisé en ce que le conduit présente la forme d'un rayon, son mouvement étant un mouvement de rotation coaxial au silo circulaire en parcourant ainsi la surface de l'ensemble de la base circulaire du silo 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs conduits radiaux interconnectés par des conduits en arc de cercle. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il porte ses propres moyens de motorisation. 9.- Dispositif selon l'une des-revendications 6, 7 ou 8 ci-dessus, caractérisé en outre en ce que le conduit radial est raccordé, par un coude à 900 à une tubulure verticale solidaire du conduit radial et disposée selon l'axe du silo et dans le puits central d'évacuation, cette tubulure verticale étant rotative avec le bras radial et montée à cet effet dans un palier support luimême supporté par des consoles prenant appui sur les parois du puits central en permettant le passage du grain entre lesdites parois et la tubulure rotative centrale, ladite tubulure étant connectée, sensiblement en dessous du niveau dudit palier, au débouché d'une tubulure fixe coaxiale à la tubulure rotative, les deux tubulures étant connectées par des moyens d'étanchéité, la tubulure fixe se prolongeant sous la dalle constituant la base du silo et aboutissant à des moyens d'insufflation pneumatiques, et étant ainsi propres à alimenter le conduit en air sous pression. 10.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 ci-dessus, caractérisé en ce que le conduit mobile comporte au moins un et de préférence plusieurs éléments de conduits borgnes disposés à angle droit sur le conduit mobile et dans le sens d'avancement et d'insufflation de ce dernier, ces conduits à angle droit étant dégages par rapport au niveau du sol et comportant des ouvertures d'insufflation de l'air dirigées vers l'évacuation de sortie du grain, ces conduits étant ainsi aptes à diriger un jet d'air , chassant les grains en direction de la trappe ou du puits d'évacuation, l'extrémité desdits conduits borgnes du côté opposé a leur raccordement sur le conduit mobile .-omoortant une béquille, de préférence sous forme de U disposée a faible distance du niveau du sol, permettant ainsi aux conduits perpendiculaires de prendre appui sur le sol lorsque le silo est plein en ployant légèrement sous le poids du grain, les conduits perpendiculaires étant dégagés par rapport au sol lorsque le grain est évacué par gravité et que le conduit mobile d'évacuation final est mis en action.