Brevet FR2484374A1 — publié le 19811218

L'invention est relative à un silo pour produit en vrac avec une pluralité d'orifices d'extraction répartis sur la hauteur de la chambre du silo contre la paroi externe de celle-ci, et dont les tubes de descente aboutissent à une cham- bre collectrice. Il est connu que l'extraction simultanée ou bien variable rapidement du produit à partir de différents niveaux du silo dans une chambre collectrice commune a un effet mélan- geur, par le produit à partir de différentes phases se trouvant con- frontées à des oscillations transitoires de combinaison (DE-OS 1607773). Lorsqu'il n'est pas prévu de dispositifs spéciaux de désagrégation, le produit n'arriwtoutefois pas en général régulièrement à ces orifices d'évacuation. Il est également connu (DE-AS 1507906), de prévoir centralement dans la chambre du silo un puits d'évacuation comportant, répartis sur sa hauteur et sa périphérie, une pluralité d'orifices d'évacuation, en amont desquels est res- pectivement branchée une gouttière de transport pneumatique, pénétrant dans la chambre du silo et qui doit amener le produit désagrégé pneumatiquement aux orifices d'évacuation. Toutefois on n'a pas eu ainsi plus de satisfaction. On a tout d'abord constaté qu'autour du puits d'extraction au voisinage des gouttières de transport pneumatiques associées aux orifices d'extraction, il se formait une zone annulaire étroite dans laquelle le produit par suite d'une aération très intense avait une tendance à s'écouler et était en conséquence plus facilement extrait, tandis que la plus grande partie de la chambre du silo, notamment les zones se trouvant à une plus grande distance des orifices d'évacuation participaient à peine au processus de vidange. On a constante par ailleurs que le produit pénétrait à peu près exclusivement dans le puits d'ex- traction par les orifices dvextraction les plus inférieurs, tandis que les orifices d'extraction supérieurs nétaient plus ou moins pas concernés. Ces observations concouraient à donner une image d'une vidange de silo défectueuse et d'un effet de mélange défectueux. L'invention a pour but d'améliorer l'effet mélan- geur du type ie silo initialement mentionné0 A cet effet, l2invention concerne un silo caracté- risé en ce que devant chaque orifice d'extraction est disposé 2 2484374 un dispositif d'aération, tandis que le tube de descente associé est désaéré et que la chambre collectrice est conçue comme une chambre d'homogénéisation. On aurait dû s'attendre à ce que les dispositifs d'aération disposés à la périphérie des silos conformément à l'invention, de façon analogue aux observations faites dans le cas d'un silo mélangeur avec des dispositifs d'aération cor- respondants contre un puits d'extraction central, conduisent à la formation dans la zone externe d'une partie annulaire avec une forte tendance à ltécoulement et qui excluent de la vidange et de l'effet mélangeur la partie principale du contenu du silo située plus loin. De façon surprenante, ceci n'est cependant pas le cas. L'explication réside peut être en ce que dans le cas de l'invention, les dispositifs d'aération sont plus éloi- gnés les uns des autres et en conséquence ne superposent pas leur zone d'intervention aussi facilement que dans le cas du dispositif connu. En outre on aurait pu craindre qu'également dans le cas de la solution conforme à l'invention seuls les orifices d'extraction inférieurs participent à l'extraction du produit. Ceci n'est cependant pas le cas. Il s'est avéré que le produit peut etre en pratique extrait simultanément à partir de tous les orifices d'extraction. Cette constatation doit 9tre ratta- chée d'une part aux conditions de pression dans les tubes de descente. Du fait que les tubes de descente sont désaérés, la pression hydrostatique plus élevée sur le dispositif inférieur d'extraction ne peut pas se répercuter sur l'ensemble du tube de descente et y engendrer ainsi une contre-pression qui ne peut être surmontée par le produit dans les dispositifs d'ex- traction supérieurs. Au contraire, l'ensemble des dispositifs d'extraction rencontre dans les tubes de descente une compres- sion réduite à peu près identique, si bien qu'ils peuvent éga- lement participer uniformément à l'extraction. Par ailleurs$ l'extraction uniforme du produit à partir de tous les disposi- tifs d'extraction pourrait être en relation avec les conditions de remplissage et de vidange dans les tubes de descente. Du fait que les tubes de descente sont déséarés, le produit reste à l'état désagrégé dans la zone du fond des tubes de-descente, notamment en conjonction avec une aération du fond des tubes de descente, si bien que des compactages excessifs ne se-prôduisent pas. 3 2484374 Le produit reste au contraire comparable dansles tubes de descente à un liquide, si bien qu'il peut être chassé par le produit en provenance des dispositifs d'extraction inférieurs par une détermination convenable de la pression de désagrégation régnant dans ces dispositifs d'extraction. Ces dispositifs d'extraction participent en conséquence à l'évacuation même lorsque le niveau du produit dans les tubes d'extraction atteint ou dépasse constamment ou périodiquement ces dispositifs. Si par suite des conditions différentes de remplissage de vidange dans les tubes de descente des conditions différentes d'extraction devaient prendre naissance pour les différents orifices d'ex- traction, elles peuvent être en conséquence facilement maitri- sées par une commande dtaération appropriée. Grâce à une telle commande, on peut également veiller à ce qu'il ne s'établisse dans les tubes de descente que des niveaux de remplissage limités. Par exemple, on peut arriver ainsi à ce que le niveau de remplissage dans le tube de descente ne dépasse pas l'ori- fice d'extraction le plus inférieur. En variante, la commande peut également être effectuée de façon telle que les orifices d'extraction en aIant du bas vers le haut soient commandés les uns après les autres avec le remplissage croissant du tube de descente. Par exemple, le dispositif d'extraction le plus infé- rieur pourrait être actionné en premier après la vidange des tubes de descente correspondants, Dès que cet orifice est atteint ou notamment dépassé par le niveau du produit, le dispositif d'extraction immédiatement supérieur est commandé et ainsi de suite. Lorsqu'ensuite finalement, le tube de descente a atteint son niveau de remplissage maximal, il est vidé dans la chambre d'homogénéisation et le cycle recommence. En fin de compte grâce à la conformation de la chambre collectrice en tant que chambre d'homogénéisation, on obtient que le produit en provenance des différentes parties du silo ne soit pas seulement rassemblé grâce à quoi des oscil- lations de composition de courtes durées pourraient en résulter,. mais qu'il soit mélangé intimement. La combinaison de l'extrac- tion à partir de différentes parties du silo d'une part et l'homogénéisation dwautre part permet en conséquence un effet mélangeur grâce auquel aussi bien des oscillations de composi- tion de longue durée que celles de courte durée se trouvent uniformisées. 4 2484374 Avantageusement, les dispositifs d'aération sur les orifices dtextraction se trouvent au moins partiellement à l'intérieur de la chambre du silo si bien que leur effet de désagrégation agit également à l'intérieur de la chambre du silo. Il peut être en outre avantageux que les tubes de descente soient disposés dans la chambre du silo et portent respectivement une pluralité de dispositifs d'extraction. Il en résulte une construction très simple sans la nécessité de traverser la paroi du silo. Selon une autre caractéristique de l'invention, les tubes de descente sont susceptibles d'être parcourus, de sorte que chaque orifice d'extraction individuel et le dis- positif de désagrégation associé puissent être inspectés et que les incidents puissent 9tre supprimés. Une caractéristique particulière de l'invention réside en ce que- les dispositifs d'extraction ménagent à l'in- térieur d'un espace clos un parcours d'écoulement ascendant. On obtient ainsi notamment que l'écoulement du produit puisse être stoppé avec un effet pratiquement immédiat par arrêt de l'aération. Dans une forme de réalisation avantageuse, ce par- cours d'écoulement ascendant est constitué par deux orifices diaphragmés, dont celui placé le plus en aval dans le parcours d'écoulement est à un niveau plus élevé que celui placé plus en amont, un dispositif d'aération étant prévu entre ces deux orifices diaphragmés. Tant que le produit à extraire est désa- grégé par aération et se comporte en conséquence comme un liquide, il est élevé par la pression hydrostatique au niveau du oecond orifice diaphragmé. Dès que l'aération se termine, l'écoulement du produit est stoppé. Le fait de pouvoir interrompre le fonctionnement des organes d'extraction donne la possibilité de les exploiter alternativement. Il s'est effectivement avéré avantageux dans le cas du silo mélangeur que le produit ne soit pas seulement extrait de différentes parties de la chambre du silo mais que cette extraction s'effectue également de façon alternées de sorte que pour chaque emplacement individuel d'extraction, les avantages de la formation de trompes puissent être mis à profit. De façon avantageuse, la chambre d'homogénéisa- tion est disposée centralement par rapport à lachambre du silo 2484374 et en communication directe avec celle-ci par des orifices d'arrivée, qui peuvent Ctre disposes à la périphérie de la chambre d'homogénéisation et/ou sur son couvercle de façon plus ou moins centrale. Ainsi l'extraction du produit à la périphé- rie par les orifices d'évacuation précédemment mentionnés est complétée par un ou plusieurs orifices disposés de façon plus centrale, si bien que les mouvements d'extraction et la formation de trompes intéressent leensemble de la zone trans- versale de la chambre du silo. Une telle disposition est notam- ment avantageux dans le cas de silos avec des dimensions trans- versales importantes. La chambre dvhomogénéisation se situe alors de façon avantageuse au moins partiellement dans la cham- bre du silo, Ltinvention va 9tre expliquée ci-dessous plus en détail en se référant à des exemples avantageux de réalisation représentés sur les dessins ci-joints, dans lesquels: - la figure 1 est une coupe verticale d'un silo mélangeur conforme à l'invention. - la figure 2 est une coupe horizontale du silo de la figure 1. - les figures 3 et 4 sont deux coupes correspon- dant respectivement aux figures 1 et 2 d'une autre forme de réalisation du silo mélangeur selon ltinventiono - la figure 5 est une vue latérale d'un orifice d'extraction avec le dispositif d'aération. - la figure 6 est une vue de-dessus correspondant à la figure 5. - les figures 7 et 8 représentent des formes d'orifices diaphragmés, - les figures 9 et 10 représentent des formes modifiées du silo selon l'invention en coupe verticale. La chambre 1 du silo mélangeur représenté sur les figures 1 et 2 est délimitée par un fond 2, une paroi cylindri- que 3, un couvercle 4 ainsi que par la paroi 5 et le couvercle 6 de la chambre d'homogénéisation 7 disposéeà lqintérieur de la chambre 1 du silo. La chambre dThomogénéisation 7 est reliée avec la paroi cylindrique 3 du silo par une chambre de désaéra- tion 44A qui comporte avantageusement sur son fond des dispo- sitifs dîaération 45 et qui est de son cté désaérée par une canalisation de désaération 51 reliée avec lespace supérieur 6 2484374 libre désaéré de la chambre 1 du silo. Le fond comporte un anneau externe 8 fortement incliné et une zone annulaire interne inclinée plus épaisse 9 qui comporte des gouttières radiales de circulation d'air 10 amenant le produit aux orifices de passage 11 dans la paroi 5 de la chambre d'homogénéisation 7. Le fond 12 de la chambre d'homogénéisation se situe quelque peu plus bas que le fond 2 de la chambre du silo et comporte un orifice d'évacuation 13 non représenté plus en détail. Le fond 12 de la chambre d'homogénéisation est muni de dispositifs dtaération 14 qui de préférence dans la succession des cadrans sont soumis à l'action de ventilateurs 15 de façon que la tota- lité du produit contenu dans la chambre d'homogénéisation soit fluidisée, mise de façon intense en circulation, et de ce fait intimement mélangée d'une façon en soi connue. Sur le couvercle 6 de la chambre d'homogénéisation sont disposés un ou plusieurs orifices d'extraction tels que celui indiqué en 16, orifices à travers lesquels le produit en provenance de la chambre 1 du silo peut s'écouler directement dans la cham- bre d'homogénéisation. Au voisinage de la délimitation externe 3 de la chambre 1 du silo sont disposés verticalement six tubes de descente 17 qui comportent à des niveaux différents une plura- lité d'orifices d'extraction 50 en amont desquels sont branchés des dispositifs d'extraction 18 dont les dispositifs d'aération sont alimentés par l'intermédiaire d'une canalisation 19 à partir d'un ventilateur 20. En 21 sont indiqués en amont de chaque dispositif d'extraction 18 des organes d'arrêt qui d'une façon quelconque doivent être prévus de façon telle qu'ils permettent une aération programmée en série de différents groupes de dispositifs d'extraction. A partir du ventilateur sont également alimentés les dispositifs de désagrégation sur le fond 9 de la chambre du silo et éventuellement comme cela est indiqué par les organes d'arrêt 22 susceptibles d'être commandés selon une succession souhaitée dans le temps. Enfin des dispositifs d'aération 23 sont prévus à l'extrémité infé- rieure de chaque tube de descente 17, ces dispositifs étant également alimentés à partir du ventilateur 20 et si on le souhaite pouvant être également alimentés en air comprimé d'après un programme par l'intermédiaire des organes d'arrêt 24. 7 2484374 Les tubes de descente 17 sont chacun reliés à leur extrémité inférieure avec un transporteur à vis 25 qui amène le produit à la chambre d'homogénéisation 7. Sur le couvercle 4 du silo sont prévues des écoutilles d'accès non représentées, grâce auxquelles on peut accéder au tube de descente et au dispositif d'extraction. Dans de nombreux cas, une accessibilité des tubes de descente et des dispositifs d'extraction à partir de l'extérieur (c'est- à-dire à partir de la chambre du silo) peut suffire. On préfère toutefois une réalisation dans laquelle les tubes de descente peuvent être parcourus en tant que tels, de sorte que les dis- positifs d'extraction et les tubes de descente peuvent être entretenus même lorsque le silo est rempli. Sur le toit du silo est prévu un filtre 26 sur lequel sont raccordées des canalisations de désaération non représentées en provenance des tubes de descente 17. Les tubes de descente peuvent au lieu de cela comporter des orifices de désaération vers la chambre supérieure libre du silo qui est elle-même reliée avec le filtre. Sur les tubes de descente sont ménagés les orifi- ces d'extraction 50. Sur le bord de chacun de-ces orifices non directement visibles sur le dessin est raccordée de façon fixée étanche et fermée au-dessus, au-dessous et latéralement et qui porte sur son côté frontal ouvert une bride 28. A cette bride est fixée avec interposition d'un diaphragme 29, la bride 30 d'une partie médiane 31, laquelle est également fermée en forme de caisson au-dessus, au-dessous et latéralement, son fond 32 étant prévu comme fond d'aération avec une canalisation d'arrivée d'air 33. Sur sa face frontale ouverte, ce caisson porte une bride 34 sur laquelle est fixée avec interposition d'un diaphragme 35 la bride 36 d'une partie antérieure 37. Cette partie antérieure comporte une surface de couvercle courte 38, un fond d'aération 39 plus long également alimenté à partir de la canalisation 33, et des parois latérales de liaison 40. Sa surface frontale est complètement ouverte. Si les diaphragmes 29, 35 n'existent pas, les parties 27, 31 et 37 constitueraient un orifice en forme de caisson contre le tube de descente 17 dont la paroi comporte un orifice correspondant à la section libre de ces différentes parties. Dans de nombreux cas0 un tel dispositif d'extraction peut être utilisé sans les diaphragmes 29, 35. Le produit s'écou- lant dans la zone du caisson a tendance à couler grâce à l'aéra- tion par les sondes d'aération 32, 39 et peut ainsi couler dans le tube de descente 17. Lorsque toutefois comme c'est de préfé- rence le cas, un grand nombre de tels dispositifs d'extraction est prévu, l'écoulement du produit qui en résulte peut devenir trop important. En outre, le produit peut après arrêt de l'aéra- tion à travers les sondes d'aération 32, 39 continuer à couler de façon trop intense et pendant trop longtemps. Le fond d'aéra- tion 39 de la partie antérieure 40 aére en effet non seulement le produit se trouvant déjà dans le dispositif mais également jusqu'à un certain degré le produit qui se trouve encore dans la chambre libre du silo en amont ou bien au-dessus du dispositif. Ce produit a en conséquence également un angle de talus relative- ment faible et il est de ce fait entrainé par la pression stati- que dans le dispositif d'extraction. Cependant lorsqu'il est prévu conformément à l'invention, les diaphragmes 29, 35 dont l'un, le diaphragme 35 comporte une ouverture de diaphragme 41 se situant dans la partie basse et tandis que le diaphragme arrière 29 comporte une ouverture de diaphragme 42 se situant dans la partie haute, l'écoulement du produit se trouve rapide- ment stoppé dès que l'aération à travers les fonds d'aération 32, 39 est arrêté. Le dispositif d'extraction qui vient d'être décrit constitue en conséquence l'organe d'arrêt rapidement efficace et permet ainsi une extraction alternée de façon rela- tivement rapide à partir de différentes zones du silo. Les diaphragmes 29, 35 servent également dans ce cas à régler le débit de produit s'écoulant respectivement par un dispositif d'extraction dans le cas d'une aération régulière. Il peut no- tamment être avantageux de prévoir que la section transversale- d'écoulement ne soit pas partout la même mais de la prévoir de façon différente en fonction par exemple de la différence de niveau pour obtenir ainsi une extraction uniforme à partir de tous les niveaux. Les coûts d'investissement pour de tels dispositifs sont relativement réduits car les tubes de descente sont des produits courants du commerce et peuvent être fixés de façon simple à la paroi du silo dans une position bien définie. Le dispositif fonctionne de la façon suivante: Lorsque le silo est rempli par des dispositifs est maintenu rempli par une arrivée permanente de produit cor- respondant au début extrait en permanence, les différents dis- positifs d'extraction et la chambre d'homogénéisation peuvent être mis en service Il peut être par exemple prévu que du produit soit constamment admis par les orifices 16 au centre de la chambre d'homogénéisation, tandis que des secteurs indivi- duels en alternance périodique du fond d'aération 9 sont ali- mentés avec de l'air comprimé, de sorte qu'à partir de ces zones de fond, le produit s'écoule par les orifices 11 dans la chambre d'homogénéisation. Simultanément, un ou plusieurs des dispositifs d'extraction 18 peuvent être enclenchés et déclen- chés par groupe, si bien que dans l'ensemble du produit contenu dans la chambre de silo, une section transversale stable facile à déterminer par des essais pénètre dans la chambre d'homogé- néisation 7. Il dépend du diamètre du silo si éventuellement l'extraction par le dispositif d'extraction 18 à la périphérie du silo suffit ou bien si simultanément ou encore avec une alternance périodique, les dispositifs d'extraction prévus sur la chambre d'homogénéisation notamment un dispositif 9/11 et/ou les dispositifs 16 doivent être mis en service. Lorsqu'en corrélation avec l'invention, il est souligné que les tubes de deVcente sont avantageusement disposés contre la paroi externe de la chambre du silo, cela ne signifie pas qu 'ils doivent être disposés directement contre la paroi externe bien que ceci soit avantageux pour des raisons de fixation. Ils peuvent également être à une certaine distance de cette paroi externe. MIais ils doivent (par opposition à la dis- position centrale des dispositifs d'extraction 16 ou bien du puits d'extraction selon l'état de la technique) se situer suffisamment près de la paroi externe de la chambre du silo pour que l'intervalle qui les sépare soit important et que leurs zones d'intervention (rayons d'action, des trombes ou de l'aération) ne se confondent pas en général en un système commun mis en mouvement de façon unitaire, dans lequel le produit arrive de préférence aux orifices d'évacuation au détriment du reste de la chambre du si1lo De ce point de vue, une disposition des orifices d'évacuation le plus près possible de la paroi externe dôu cnaibre du s. Llo est 'très avantageuse, toutefois dans 2484374 de nombreux cas, on obtient encoredes conditions satisfaisantes avec les orifices d'évacuation placés à une certaine distance de la paroi externe. La réalisation selon les figures 3 et 4 se diffé- rentie de celle selon les figures 1 et 2 par les particularités suivantes. La conformation du fond 2, ne comporte pas l'anneau externe incliné 8. Le transport à partir des tubes de descente 17 dans la chambre d'homogénéisation, au lieu de s'effectuer au moyen de vis, s'effectue par des gouttières de circulation d'air 47 disposées radialement et de façon inclinée et qui sont entourées d'un canal couvert 49 (boîtier). L'extraction du produit s'effectue par la chambre de désaération 44 constituant une chambre d'évacuation, et qui comporte sur son fond des dispositifs d'aération 45 si bien qu'ici également comme dans la figure 1 le produit dans cette chambre s'élève par commu- nication à peu près à la même hauteur que dans la chambre d'homogénéisation 7 comme cela est indiqué en 46. Le produit est ensuite extrait à partir du fond de cette chambre par une tubulure 47. La réalisation selon la figure 9 se distingue de celle selon les figures 1, 2, 3 et 4 du fait que le produit en provenance des tubes de descente 17 est amené à la chambre d'homogénéisation 7 à une certaine distance audessus du fond 2 de la chambre du silo, et il est effectivement prévu dans ce but des gouttières de circulation d'air 47 ou bien des vis 48. Le mode de fonctionnement est toutefois le même que celui décrit en se référant aux figures 1 et 2. Ceci est également valable pour la réalisation du silo selon la figure 10, dans laquelle la chambre d'homogénéisa- tion ne se trouve pas totalement ou partiellement à l'intérieur de la chambre 1 du silo mais au-dessous du fond 2 de cette chambre. Les chambres d'homogénéisation dans le cas de ces exemples de réalisation sont bien entendues également désaérées d'une façon appropriée non représentée sur les dessins. il 2484374 REVENDICATIONS R B V B N D I C A T I 0 N S 1 ) Silo mélangeur pour produit en vrac avec une pluralité d'orifices d'extraction répartis sur la hauteur de la chambre du silo contre la paroi externe de celle-ci, et dont les tubes de descente aboutissent à une chambre collectrice, silo caractérisé en ce que devant chaque orifice d'extraction (50) est disposé un dispositif d'aération (32, 39), tandis que le tube de descente associé (17) est désaéré et que la chambre collectrice est conçue comme une chambre d'homogénéisation (7). 2 ) Silo mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'aération (39) se situe au moins partiellement à l'intérieur de la chambre (1) du silo. 3 ) Silo mélangeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que lestubesde descente (17) sont disposés dans la chambre (1) du silo et portent respectivement une plu- ralité de dispositifs d'extraction (18). 4 ) Silo mélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les tubes de des- cente (17) sont susceptibles d'ttre parcourus. 5 ) Silo mélangeur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif d'extraction (18) constitue à l'intérieur d'un espace clos (31) un parcours d'écoulement ascendant. 6 ) Silo mélangeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le parcours d'écoulement ascendant est constitué par deux orifices diaphragmés (41, 42) dont celui (42) placé le plus en aval dans le parcours dtécoulement est disposé plus haut que celui (41) disposé le plus en amont, un dispositif d'aération (32) étant prévu entre ces orifices diaphragmés. 7 ) Silo mélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'arrivée d'air au dispositif d'extraction est susceptible d'ttre alternative- ment assurée et interrompue. 8 ) Silo mélangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la chambre d'homo- généisation (7) est disposée centralement par rapport à la chambre (1) du silo et est directement en communication avec celle-ci par l"intermédiaire d'orifices dvarrivée (il, 16)o 9 ) Silo mélangeur selon la revendication 8B caractérisé en ce que la chambre d'homogénéisation (7) est dis- posée au moins partiellement dans la chambre (1) du siloo