Brevet FR2480003A1 — publié le 19811009

Lt invention concerne un dispositif de dosage d'un sable renfermant au moins 10 % éléments à fine granulométrie, c'est-a-dire dont la dimension moyenne de grain est inférieure à 80 microns et une certaine quantité d'eau qui peut être variable. Lors de la préparation des matériaux entrant dans la composition des produits destines entre autres à la construction des voies de communication routières et des aérodDmes, tels que par exemple, les mélanges utilisant les liants hydrocarbonés ou les mélanges utilisant les liants hydrauliques, 11 est nécessaire de faire parvenir des quantités de sable ou d'agrégats au dispositif de fabrication des mélanges précités, avec un debit massique déterminé avec une très bonne précision. En France l'administration des Ponts et Chaussées, exige généralement un dosage à plus ou moins 5 % près, ce qui nécessite en particulier que le débit d'amenée du sable à l'installation de traitement soit constant à 5 % près au moins. D'autre part, les matériaux amenés à l'installation de traitement comportent une certaine teneur en humidité, qui peut être variable au cours du temps. On utilise généralement pour réaliser ce dosage du sable, un dispositif doseur volumétrique comportant une trémie dont la partie inférieure constitue un couloir dBalimentation dans lequel s'écoule le sable versé dans la trémie. Un transporteur continu à bande permet de prélever le sable parvenant dans le couloir d'alimentation, la la bande du transporteur se déplacent dans une direction horizontale ou légèrement inclinée vers le haut au niveau du couloir d'alimentation et formant la face inférieure de fermeture de ce couloir. Le couloir d'alimentation comporte en dehors de sa face inférieure horizontale ou légèrement inclinée, fermée par le transporteur à bande, une face supérieure en communication avec l'intérieur de la trémie, par où arrive le sable et quatre faces latérales sensiblement verticales parmi lesquelles trois faces sont fermées et la quatrième qui constitue la face de sortie du courir d'alimentation, ouverte. De cette façon, le sable est entraîné par la bande du transporteur et sort du couloir d'alimentation par la face latérale disposée à l'avant du couloir d'alimentation, si l'on considère le sens de déplacement de la bande du transporteur. La hauteur de la couche de sable prélevé dans le couloir d'alimenta- tion de la trémie peut oestre règlée grâce à une trappe de fermeture mobile qui permet de règler la hauteur de l'ouverture de la face latérale de sortie du couloir d'alimentation. De cette façon, il est possible de règler le débit du transporteur, en fixant la hauteur du passage sous la trappe de calibrage à une certaine valeur et en ajustant la vitesse de défilement de la bande du transporteur pour obtenir un certain débit massique, après étalonnage pour le matériau donné. Pour les matériaux couramment utilisés dans les centrales d'enrobage la valeur du débit massique reste constante à plus ou moins 5 % près dans les plages de vitesse et d'humidité habituelles pour les matériaux et installations utilisées. Cependant, dans le cas d'un sable fillérisé, c'est-à-dire d'un sable contentant au moins 10 % d'éléments à fine granulométrie, il est impossible d'obtenir un dosage avec une précision meilleure que + ou - 10 %, lorsque lthumidité-du sable varie au cours du temps dans des proportions habituellement rencontrées sur les chantiers, Si l'on effectue le dosage du sable avec un dispositif tel que décrit ci-dessus. Dans loe cas extroemement fréquents où l'on doit introduire une proportion d'au moins 10 % d'éléments à fine granulométrie, ctest-à-dire d'éléments dont la dimension moyenne de grain est inférieure à 80 microns, dans le sable à enrober, il n'est donc plus possible d'utiliser une trémie dosage volumétrique et il faut alors disposer d'un doseur pondéral, ce qui complique les installations et en augmente le prix de revient. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de dosage d'un sable renfermant au moins 10 7 d'éléments à fine granulométrie, c'està-dire dont la dimension moyenne de grain est inférieure à 80 microns et une certaine quantité d'eau qui peut ètre variable, constitué par une trémie dont la partie inférieure constituant un couloir d'alimentation comporte une face supérieure ouverte de raccordement avec la partie supérieure de la trémie, une face inférieure horizontale ou légèrement inclinée, fermée par la bande d'un transporteur continu dont le parcours est horizontal ou légèrement incliné au niveau du couloir d'extraction et quatre faces latérales parmi lesquelles, deux faces constituent des faces longitudinales disposées de part et d'autre du transporteur, approximativement savant la direction de déplacement de celui-ci, ou direction d'écoulement du sable et les deux autres des faces transversales par rapport à la direction d'écoulement du sable, les deux faces longitudinales et la face transversale arrière, si l'on considère le sens d'écoulement, étant fermées et la face transversale avant étant ouverte et obturable par une trappe de fermeture mobile, oe dispositif permettant d'avoir une bonne précision de dosage mê- me pour un matériau ayant une humidité variable. Dans ce but les faces longitudinales du couloir d'alimentation sont inclinées par rapport à la direction d'écoulement, sur une partie au moins de la longueur du couloir à son extrémité de sortie, pour obtenir une di diminution progressive dans le sens d'écoulement des dimensions transversa- les du couloir dans sa partie avant au moins. Suivant un mode de réalisation préférentiel, les faces longitudina les du couloir d'alimentation sont également inclinées par rapport à la verticale Pfin de bien faire comprendre l'invention on va maintenant décrire a titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation du dispositif suivant l'invention et son application au dosage massique d'un sable de Loire renfermant des fines. La figure 1, représente, dans une vue en perspective, un dispositif de dosage utilisant une trémie et une bande transporteuse. La figure 2g représente, dans une vue en perspective, avec vue arrachée partielle, la trémie et le couloir d'alimentation d'un dispositif de dosage suivant l'invention. Le figure 3 représente les variations relatives de la densité appas rente d'un sable renfermant des fines en fonction de la teneur en eau du matériau, dans le cas d'un dispositif de dosage suivant l'art antérieur. La figure 4 représente les variations relatives de la densité apparente dgun sable renfermant des fines, en fonction de la teneur en eau du rtériau, dans Le cas d'un dosage effectué gracie à un dispositif suivant 1 'invention. Sur la figure 1, on voit un dispositif de dosage volumétrique cons- titube par une trémie 1 par la face supérieure ouverte de laquelle on peut introduire du sable. La trémie 1 est raccordée à un couloir d'alimentation 2 de forme pa rallélépipèdique comportant trois faces latérales telles que 3 fermées, et une face latérale 4 ouverte et obturable grace à une trappe à secteur de fermeture cylindrique 5 articulée par l'intermédiaire d'un axe 6 sur le bàti de l'installation. Par basculement de la trappe 5 autour de l'axe 6, on peut fermer plus ou moins l'ouverture 4 pour laisser une hauteur libre h pour le passage du sable du couloir d'alimentation 2 ers l'extérieur. Le couloir d'alimentation 2 se raccorde à la trémie au niveau d'une ou trapézoidale section de forme rectangulaire/7, cependant que la partie inférieure du couloir d'alimentation 2 est fermée suivant une face sensiblement horizonou trapézoidale tale a section rectanguSalre/par la Danae lu a-un convoyeur comportant aes rouleaux d'entratnement 11 et 12 et des rouleaux de support 14. La bande 10 du transporteur se déplace suivant la flèche f pour l'en- tratnement des matériaux pénétrant dans le couloir d'alimentation 2, à l'extérieur de ce couloir d'alimentation, par l'espace libre de hauteur h réservé au niveau de la face ouverte 4 du couloir d1alimentation, par ia trappe de fermeture 5. Le sable est donc entraîné sous forme d'une couche continue 16 ayant pour largeur la largeur de sortie de l'ouverture 4 et pour hauteur la hauteur h; La largeur et la hauteur de cette couche 16 étant constante, si l'on maintient la vitesse du transporteur à bande 10 constante, le débit massique du sable évacué par le transporteur à partir de la trémie 1 et du couloir d'alimentation 2 est en principe constant. Sur la figure 2, on voit la trémie b et le couloir d'alimentation 2, à plus grande échelle que sur la figure 1. Le couloir d'aliiiizntation 2 comporte des faces latérales 3a et 3b disposées sensiblement de part et d'autre de la bande du convoyeur continu 10, suivant la direction de déplacement f de ce convoyeur. Ces faces 3a et 3b permettent un guidage latéral du sable transporté par la bande 10 jusqu'à l'ouverture 4 constituant la face transversale avant du couloir d'alimentation 2 dont la hauteur h est limitée par la trappe basculante 5. Dans la partie disposée vers la sortie 4 du couloir d'alimentation, les parois transversales 3a et 3b du couloir d'alimentation sont constituées partiellement par des faces inclinées 20a et 20b dont la trace dans un plan tel que le plan de la face 7 fait un anglefavec la direction de déplacement du convoyeur, ctest-à-dire la direction d'écoulement du sable. D'autre part les faces 20a et 20b font un angle P avec un plan parallèle à la direction de déplacement du convoyeur et perpendiculaire à la bande, c'est-à-dire avec la verticale. Dans le mode de realisation représenté à la figure 2, l'ensemble de la trémie et du couloir d'alimentation est constitué par des tôles pliées et soudées, les faces inclinées 20a et 20b constituant les faces A, B, C, et A', B', C, de deux tétraèdres A, Bp C, D, et A', B', C', D' realisés en tôles pliées et soudées et assemblées par soudage suivant leurs faces A, C, D, et An, C', Do, sur les faces 3a et 3b respectivement. Les faces de guidage latérales du sable possédant des parties inclinées avant la sortie 4 du sable à l'extérieur du dispositif de dosage, ce sable subit un tassement différentiel dans les directions horizontales et verticales qui permet de modifier sa densité apparente. On appelle densité apparente du sable la masse de la couche de sable disposée ensortie du doseur sur une longueur de 1 mètre de bande transpor teuse. On a représenté sur la figure 3 la densité apparente du sable en fonction de son humidité mesurée par le pourcentage pondéral de l'eau présente dans le sable, dans le cas d'un sable de Loire avec fines à la sortie d'un doseur suivant ltart antérieur, c'est-à-dire un doseur ne comportent pas de faces inclinées de guidage en sortie du couloir d'alimentation. Le hauteur h de l'ouverture de sortie du couloir dtalimentation est de 275 mm la vitesse du convoyeur continu à bande de 21 mètres par minute et le débit massique qu'on cherchait à atteindre 190 tonnes par heure. Sur le figure 3 on e représenté les points correspondant aux mesures de la densité apparente en fonction de l'humidité en % du sable considéré renfermant une proportion de fines supérieure à lo %. On voit que les points représentatifs de la densité apparente sont,: extrèmement dispersés en fonction de ces valeurs de l'humidité et qutil est tout à fait impossible d'effectuer un dosage à plus ou moins 5 % utilisant un dispositif selon l'art antérieur. Il est mEme relativement difficile de réaliser un dosage à plus ou moins 10 % près, si l'humidité varie dans de larges proportions. Par comparaison, sur la figure 4 on a representé les points représentatifs de la densité apparente de sable de Lire avec fines en tous points comparables au sable dosé par le dispositif suivent l'art antérieur, lorsque le dosage est effectué avec un dispositif comportant des faces inclinées permettent l'extraction d'une couche de sable à section trapézoI- dale sur la bande du transporteur en sortie du couloir d'alimentation. On voit que la densité apparente reste très constante et 'il est très facile de réaliser un dosage pondéral à plus ou moins 5 %, en maintenant la vitesse du transporteur constante et égale à 21 mètres par minute, la hauteur h de l'ouverture de sortie du couloir d'alimentation étant de 275 mm et le débit recherché de 145 tonnes par heure. que Quelle soit la teneur en eau du sable, la densité apparente est ex trèmement voisine de sa valeur moyenne permettant d'obtenir le débit nominal. Dans les deux cas correspondant aux graphiques des figures 3 et 4, le sable fillérisé utilisé renfermait une teneur en éléments fins ou fines d'à peu près 23 %. Dans le second cas, la réduction de surface de la section trapèzol- dale par rapport à la section rectangulaire de la couche de sable, à hauteur h de l'ouverture de sortie égale, provoque une diminution du débit massique pour une m8me vitesse d'extraction du sable. Pour~obtenir un même débit massique horaire avec le dispositif suivant l'invention, on peut soit modifier l'ouverture dans le sens de son accroissement, soit augmenter la vitesse du transporteur à bande. On voit donc que les principaux avantages du dispositif suivant l'invention sont de permettre d'effectuer un dosage massique avec une très bonne précision, pour des sables renfermant une teneur importante en éléments à fine granulométrie et pour des teneurs en eau de ces sables extr8- mement variables et de pouvoir répondre en conséquence aux demandes des normes en vIgueur avec un dispositif simple de dosage volumétrique. Dans le mode de réalisation qui a été décrit en se référent aux figures i et 2, pour réaliser un dispositif de dosage suivant l'invention, il a suffi d'ajouter en sortie du couloir d'alimentation sur chacune des faces latérales de ce couloir, des tétraèdres rapportés sur la dernière partie de ces faces latérales ave,,: la sortie du couloir d'alimentation. On peut également concevoir un dispositif où les faces latérales de guidage du couloir d'alimentation sont repliées dans leur partie terminale avant la sortie de façon à réaliser des faces inclinées soit par rapport à la direction de déplacement du convoyeur uniquement, soit par rapport à la direction de déplacement du convoyeur et par rapport à la verticale simultanément. Au lieu de faces inclinées planes il est également possible d'imaginer des faces inclinées courbes qui réaliseraient aussi bien un tassement du sable dans la dernière partie de son parcours à l'intérieur du couloir d'alimentation. On peut également imaginer des dispositifs ou le tassement du sable par des faces inclinées pourrait entre effectué sur toute la longueur du couloir d'alimentation et non pas seulement sur une partie seulement de ce couloir d'alimentation, avant la sortie de celui-ci. Enfin, le dispositif suivant l'invention s'applique au dosage de tout sable fillérisé ctest-à-dire renfermant au moins 10 % d'éléments à fine que granulométrie quelle soit par ailleurs la composition de ce sable et quelle que soit son utilisation, REVENDICATIONS 1) Dispositif de dosage d'un sable renfermant au moins 10 % d'éléments à fine granulométrie, c'est-à-dire dont la dimension moyenne des grains est inférieure à 80 microns etfune certaine quantité d'eau qui peut être variable, constitué par une trémie dont la partie inférieure constituant un couloir d!alimentationoemporte une face supérieure ouverte de raccordement avec la partie supérieure de la trémie, une face inférieure horizontale ou légèrement inclinée fermée par la bande d'un transporteur continu dont le parcours est horizontal ou légèrement incliné au niveau du couloir d'extraction et 4 faces latérales parmi lesquelles deux faces constituant des faces longitudinales disposées approximativement de part et d'autre du transporteur et suivant la direction de déplacement de ce trans porteur, ot direction d'écoulement du sable et les deux autres des faces transversales par rapport à la direction d'écoulement du sable, les deux faces longitudinales et la face transversale arrière si l'on considère le sens d'écoulement étant fermées et la face transversale avant étant ouverte et obturable par une trappe de fermeture mobile, caractérisé par le fait que les faces longitudinales (3a et 3b) du couloir d'alimentation sont inclinées par rapport à la direction d'écoulement (f) sur une partie au moins (20a-20b) de la longueur du couloir (2) à son extrémité de sortie, pour obtenir une diminution progressive dans le sens d'écoulement des dimensions transversales du couloir (2), dans sa partie avant au moins. 2) Dispositif de dosage suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que les faces longitudinales -(3a-3b) du couloir d'alimentation (2) sont en outre inclinées par rapport à la verticale dans la zone où elles sont également inclinées par rapport à la direction d'écoulement (f) du sable. 3) Dispositif de dosage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que les faces longitudinales (3a et 3b) du couloir d'alimentation comportent une partie verticale et parallèle à la direction (f) d'écoulement du sable et une partie inclinée (20a-20b) par rapport à la direction d'écoulement (f) du sable. 4) Dispositif de dosage suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les parties inclinées (20a-20b) des faces longitudinales (3a- 3b) du couloir d'alimentation (2) sont constituées par des faces de tétraèdres portées par des faces longitudinales verticales et parallèles à la direction d'écoulement (f) du sable, dans la dernière partie de ces faces longitudinales (3a-3b) précédant la sortie du couloir d'alimentation (2). 5) Dispositif de dosage suivant l'une quelconque des revendications 2 > 3 et 4 > caractérisé par le fait qu'une partie des faces longitudinales (3a-3b) est disposée verticalement et parallèlement à la direction d'écoulement (f) du sable dans la partie de ces faces longitudinales précédant la sortie du couloir d'alimentation(2) > l'eutre partie (20a-20b) des faces longitudinales (3a-3b) étant inclinée par rapport à la direction d'écoulement (f) du sable.