Brevet FR2492681A1 — publié le 19820430

L'invention concerne un procédé pour mélange ger un produit en vrac dans un silo de mélange, silo comportant une chambre principale de silo, à la partie supérieure de laquelle est amené le produit, et une chambre de mélange disposée sur le fond de la chambre principale du silo, en étant située au moins partiellement dans cette chambre principale, et à laquelle le produit est amené à partir de l'espace annulaire situé entre la chambre de mélange et la paroi latérale de la chambre principale du silo, à travers des ouvertures dans la paroi de la cham- bre de mélange le produit étant aéré dans la chambre principale du silo ainsi que sur le fond de l'espace annulaire et sur le plafond de la chambre de mélange. L'effet ie mélange des silos de mélanges connus (DB-P8 1 507 888; 08 2 657 598) réside en ce que, dans la chambre principale du silo s'effectue un mélange grossier pour stabiliser les variations durables de compositions, tandis que dans la chambre de mélange, s'effectue l'homogénéisation. La base des nouveaux développements est de donner à la chambre de mélange une itportznce considérable par rapport à la chambre principale du silo. Par exemple, cette chambre de mélange s'étend sur presque la moitié de la hauteur de la chambre principale du silo et son diamètre est à peu près la moitié de celui de la chambre du silo.Avec ces rapports dimensionnels, on ne peut pas d'emblée supposer que le produit dana la chambre principale du silo au-dessus de la chambre de mélange participe uniformément au mouvement de mélange provoqué par les trombes de soutirage dans l'espace annulaire Même lorsque la chambre principale du silo au-dessus de la chambre de mélange est aérée par des dispoeitifs d'aération sur le plafond de la chambre de mélange, on ne parviens pas i un écroulement luliforme du produit vers les trombes de l'espace annulaire.Au contraire, on peut aboutir à des déplacements irréguliers qui compromettent un effet de pré-mélange uniforme En outre, la participation insuffisante du produit audessus de la chambre de mélange au mouvement de mélange, a pour effet que le volume de l'espace utilisé pour le pré-mélange actif est inférieur au volume de la chambre principale du silo, si bien que les variations de compositions durables du produit amené à cette chambre, sont moins énergiquement stabilisées que l'on pourrait 8y attendre compte tenu de l'importance de la chambre principale du silo. L'invention a en conséquence pour but de créer, pour le mélange de produit en vrac dans un silo de mélange du type initialement mentionné, un procédé tel qu'il utilise le volume de la chambre principale du silo pour le mouvement de prémélange et qu'il empêche l'effet défavorable dlun soutirage irrégulier du produit à partir de cette chambre principale du silo au-dessus de la chambre de mélange. Du fait que jusqu'à maintenant ceci n'est pas connu, il n' est pas évident que la chambre principale du silo au-dessus de la chambre de mélange, dans le nouveau type de construction de ce silo (par opposition à l'ancien type de construction avec une petite chambre de mélange) ne participe pas complètement au mouvement de mélange et qu'en conséquence, l'effet de mélange d'un tel silo puisse 8tre améliorée ha solution conforme à l'invention consiste à aérer plus intensément le produit sur le plafond de la chambre de mélange que dans l'espace annulaire. Alors que la base de la pratique mise en oeuvre jusqu' ici était que le produit sur le plafond de la cham bre de mélange soit au masisumffl et encore dans les meilleurs con disions, aéré avec la mtme intellstté que sur le fond de l'espace annulaire, parce que l'aération gtsa%i; uniquement considérée comme un moyen auxiliaire pour le déplacement du produit de la zone située au-dessus de la chambre de mélange vers l'espace annulaire, il est fait appel, avec Slaération plus intense con formément à l'invention an-dess de la chambre de mélange, à un autre principe de déplacement du produit, qui est plus proche du déplacement du produit dans les silos dits d'homogénéisation (A2-PS 1 92 331).Au contraire, le principe du silo à chambre de mélange repose sur la conception de limiter le déplacement d'homogénéisation avec sa consommation élevée d'énergie à la chambre de mélange, tandis que dans la chambre principale du silo, l'effet de mélange s'effectue avec une faible dépense d'é- nergie sur la base du déplacement de soutirage. L'invention ne seécarte de ce principe que dans la mesure où dans la partie supérieure du silo à chambre de mélange, dans la chambre prin cipale du silo, il est prévu une aération intense qui y communi que au produit un déplacement analogue à celui se produisant dans un silo d'homogénéisation.On obtient ainsi que le produit au-dessus de la chambre de mélange soit, d'une part mis en révo lution, et que, d'autre part, il parvienne à un état dans lequel il passe facilement dans les trombes de mélange respectivement actives de espace annulaire, pour participer au mouvement de soutirage. On obtient de cette façon une amélioration notable de la stabilisation des variations durables de composition et une utilisation optimale du volume du silo pour les mouvements de mélange. Malgré cela, et de façon surprenante, l'avantage dune consommation plus réduite d'énergie du système de silo à chambre de mélange par rapport au silo d'homogénéisation, n'est pas remis en question. Ceci a essentiellement trois causes.Tout d'abord, 1' espace au-dessus de la chambre de mélange qui est le siège conformément à l'invention, de déplacements très intenses du produit, est notablement plus petit que le volume d'ensemble de la chambre principale du silo. Ces dimensions correspondent en effet à peu près aux dimensions de la chambre de mélange, et il constitue en conséquence, seulement 1/6ème à 1/3 de la totalité de la chambre du silo. En second lieupla hauteur de la colonne de produit existant au-dessus de la chambre de mélange est limitée, si bien qu'une pression relativement réduite suffit à lui imprimer un mouvement de révolution.L'expérience montre en effet, que la pression nécessaire pour l'aération complète d'une colonne de produit donné est notablement plus petite que la moitié de la pression nécessaire pour l'aération complète d'une colonne de produit de hauteur double. En troisième lieu, le mouvement de révolution n'a pas besoin d'être aussi intense que celui qui s'est avéré en général nécessaire pour lthomogénéi- sation. Par aération très intense au sens de l'in- vention, il faut comprendrequ(il s'agit de celle aboutissant au mouvement de révolution précité du produit, mouvement caractérisé en ce que le produit est soulevé par endroits par l'aération du fait de la réduction de son poids spécifique moyen et retombe de façon correspondante dans d'autres zones. A cet effet, on utilise une pression d'aération plus élevée que celle utilisée dans les zones où le produit doit simplement être fluidifié au voisinage du fond pour pouvoir être soutiré. Mais bien entendu, le niveau de la pression dépend également de la colonne de produit en charge, si bien qu'aucune indication générale ne peut être établie en ce qui concerne les conditions de pression.On peut retenir comme indication, que dans le cas des caractéristi ques dimensionnelles précédemment mentionnées pour lesquelles la colonne de produit dans l'espace annulaire est d'environ deux fois plus haute quau-dessus de la chambre de mélange, on utilise pour l'aération au-dessus de la chambre de mélange, une pression de l'ordre de 1,5 à 3 fois celle utilisée pour l'aération du fond de l'espace annulaire.L'aération au plus faible du fond de l'es- pace annulaire a simplement pour but de fluidifier la partie inférieure du produit dans les zones ainsi aérées, de façon qu'il puisse pénétrer dans la chambre de mélangea Grâce à la vidange des parties inférieures du produit, le produit se trouvant au dessus glisse avec formation de ce que lton appelle les trombes de soutirage ou de mélange sans que ce produit soit à proprement parler, fluidisé par l'aération. An contraire, l'air amené sur le plafond de la chambre de mélange AU produit qui s'y trouve, traverse jusqu'en haut la totalité de la colonne de produit. Le concept d'une aération très intense utilisé dans le présent contexte, ne doit pas non plus tre compris comme impliquant un débit d'air plus important à travers la sur face aérée, car étant donné la colonne réduite de produit reposant sur le plafond de la chambre de mélange, la même quantité d'air spécifique peut suffire pour traverser cette colonne de produit que celle qui 51 écoule sur le fond de 1' espace annulaire avec le produit en cours de soutirage dans la chambre de mélange, sans avoir préalablement atteint un niveau élevé dans l'espace annulaire. Pour plus de clarté, on soulignera que dans le contexte de la présente desription, on entend par espace annulaire, la totalité de la partie extérieure radiale de la chambre principale du silos dans laquelle se développent les trombes de soutirage, et qui inclut les parties de la chambres principale du silo se trouvant au-dessous de la chambre de mélange ge et au-dessus de cette chambrez Avantageusemen- l'aération est conduite de façon alternée par zone sur le plafond de la chambre de mélange, comme cela est également courant dans l'espace annulaire des silos à chambres de mélange, ainsi que dans les chambres de mélange elles mêmes.Des zones sont alors alternativement fortement aérées, tandis que les autres zones ne sont pas aérées ou le sont seulement faiblement. il est en tout cas avantageux de faire choix dans chacune des zones ainsi fortement aérées, d'une aéra tion suffisamment énergique pour qu'elle déplace le produit vers le haut. Lorsque les autres zones sont au moins partiellement faiblement aérées, le produit est suffisamment mobile pour qu'il puisse sty déplacer vers le bas en compensation du déplacement ascendant au-dessus des zones fortement aérées.Ce même résultat peut entre obtenu sans la dépense d'une aération supplémentaire réduite de ces autres zones lorsque intense aération par zone alterne 51 rapidement que dans une zone non aérée, le produit se trouve encore ameubli par l'intense aération préeédente de façon telle qu'il puisse se déplacer vers le bas pour compenser le mouvement ascendant dans le secteur fortement aéré.De façon générale, dans le cas du procédé conforme à l'invention, la communication de la partie de la chambre principale du silo se trouvant au-dessus de la chambre de mélange avec l'espace annulaire et ses trombes de soutirage, n'est pas critique, car le produit au-dessus de la chambre de mélange, même dans les zones non aérées se trouve dans un état de mobilité tel qu'il peut facilement passer dans les trombes de soutirage de l'espace annulaire0 Egalement du fait du mouvement de révolution au-dessus de la chambre de mélange, il importe peu que le produit passe dans les trombes de soutirage depuis la partie supérieure de cette zone ou plus au-dessous. Toutefois, 'me coordination du processus d'aération sur le plafond de la chambre de mélange et de celui appliqué dans espace annulaire peut être avantageuse.Il est par exemple avantageux que l'alternance de l'aération dans l'espace an annulaire et sur le plafond de la chambre de mélange, soit commandée de façon telle qu'su moins temporairement un secteur fortement aéré, avec un déplacement ascendant du produit, sur le plafond de la chambre de mélange, soit szpard d'une trombe de soutirage dans espace annulaire par une zone avec déplacement descendant du produit. Dans un tel cas en effet, le produit dont le déplacement est dirigé vers le bas, se réunit facilement au produit également descendant dans la trombe de soutirage voi- sine.Cependant, dans d'autres cas, notamment lorsque le mouvement de révolution au-dessus de la chambre de mélange n'est pas très prononcé, il peut être également avantageux de prévoir une commande qui ménage au moins temporairement la proximité d'un secteur fortement aéré sur le plafond de la chambre de mélange, avec une trombe de soutirage dans l'espace annulaire. L'invention va être décrite plus en détail en se référant à la figure unique ci-jointe, qui est une coupe longitudinale schématique d'un silo à chambre de mélange, avec des flèches indiquant les déplacements du produit. Sur les fondations 1 est érigé le silo principal , avec de préférence une paroi externe cylindrique 2 et un toit 3 à travers lequel le produit à mélanger est régulièrement réparti sur la section transversale du silo au moyen de dispositifs d'alimentation 4. Sur les fondations 1, s'élève à l'intérieur de la chambre principale du silo et au centre de celle-ci, la chambre de mélange 5 avec une paroi latérale cylindrique 6 et son plafond 7. La hauteur de la chambre de mélange au-dessus du fond 8 du silo est d'environ la moitié de la hauteur de la chambre principale du silo. Son diamètre est d'environ la moitié de celui du silo principal. Entre les parois 2 et 6, se trouve un espace annulaire 9.Pour les besoins de la présente invention, l'espace 10 se trouvant au-dessus de l'espace annulaire 9 et en alignement avec ce dernier, est également inclu dans l'appellation espace annulaire. L'espace annulaire 9 est uniquement interrompu à un emplacemn periphérique par une chambre de vidange Il dont la constitution et le fonctionnement ne nécessitent pas une description plus détaillée. be fond de l'espace annulaire 9 est ml7td de dispositifs d'aération 12 pour introduire dans le produit de l'air comprimé finement répartie Des dispositifs d'aération analogues se trouvent également en 13 Elrr le toit 7 de la chambre de mélange. Dans le toit 7 de la chambre de mélange, en 14, est indiqué un orifice de soutirage susceptible d'être fermé, qui fait communiquer la chambre principale du silo et la chambre de mélange et qui est uniquement ouvert en général pour permettre la vidange résiduelle du silo. Mais il peut bien entendu être également utilisé au cours du processus de mélange. La chambre de mélange 5 est en communication avec l'espace annulaire 9 par l'intermédiaire d'orifices 15 dans la paroi 6 au voisinage du fond de l'espace annulaire. Le processus de mélange est mis en oeuvre de la façon suivante Grâce au dispositif d'alimentation 4, la chambre principale du silo est maintenue à l'état rempli. Les dispositifs d'aération 12 du fond de l'espace annulaire 9 sont alimentés en air alternativement par zones. il peut être par exemple prévu des zones sectorielles 12 de mêmes dimensions. Le produit se trouvant respectivement dans une zone aérée, est fluidisé par cette aération et passe à travers l'orifice 15 placé au voisinage dans la chambre de mélange 5. Là, par une aération intensive s'exerçant par des quadrants , l'homogénéisation du produit est réalisée avant qu'il soit évacué. Lorsque le produit aéré s'écoule au-dessus d'une zone de fond aérée 12 dans la chambre de mélange, il en train le glissement du produit encore non aéré se trouvant audessus. Cet effet se poursuit jusque dans la partie supérieure 10 de l'espace annulaire, et jusqu'au niveau du produit, ce que lon appelle des trombes de soutirage se formant alors. Ce sont des zones en forme d'entonnoir ou de canaux, à l'intérieur desquelles le produit se déplace vers le bas plus ou moins régulièrement, tandis que le produit voisin de cette trombe est partiellement entraîné dans ce mouvement de soutirage dans la mesure où il est suffisamment mobile, mais reste également partiellement non concerné. La partie supérieure 10 de l'espace annulaire entoure la sone 16 de la chambre principale du silo se trouvant au-dessus de la chambre de mélange 5. Les dispositifs d'aération 13 sur le plafond de la chambre de mélange, sont répartis selon par exemple six secteurs et un emplacement médian (autour de l'orifice deextraction 14), qui peuvent être aérés indépendamment les uns des autres. Alors que l'emplacement médian est aéré en permanence, seul un des secteurs est respectivement fortement aéré, tandis que les autres secteurs ne le sont pas.L'aération des secteurs alterne à de courte intervalles de temps de quelques minutes. L'aération du secteur considéré est toujours si intense qu'elle intéresse le produit jusqu'au niveau de celui-ci. Ainsi, la densité moyenne du produit est si fortement abaissée, que ce produit monte (flèches 17), tandis que dans les autres zones, où le produit est encore un peu flui disz du fait d'une aération plus réduite ou du fait de la forte aération antérieure, ce produit descend et s'écoule vers le bas dans la zone fortement aérée (flèches 18). Ainsi, la partie de la chambre principale du silo au-dessus de la chambre de mélange est mise en revolution sur elle-même et participe en même temps au mouvement de soutirage, comme on peut le voir en haut à gauche, où la trombe de soutirage formée dans l'espace annulaire 9, 10, Présente les mêmes caractéristiques de déplacement que le produit descendant dans la zone 18 au-dessus de la chambre de mélange, et se réunit en conséquence, facilement à ce produit. R E V E N D I a A 2 I O N S i.- Procédé pour mélanger un produit en vrac dans un silo de mélange, silo comportant une chambre principale de silo, à la partie supérieure de laquelle est amené le produit, et une chambre de mélange disposée sur le fond de la chambre principale du silo, en étant située au moins partiellement dans cette chambre principale, et à laquelle le produit est amené à partir de espace annulaire situé entre la chambre de mélange et la paroi latérale de la chambre principale du silo, à travers des ouvertures dans la paroi de la chambre de mélange, le produit étant aéré dans la chambre principale du silo ainsi que sur le fond de l'espace annulaire et sur le plafond de la chambre de mélange, procédé caractérisé en ce que le produit est aéré de façon beaucoup plus intense sur le plafond de la chambre de mélange que dans l'espace annulaire. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aération sur le plafond de la chambre de mélange s'effectue alternativement par zones. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'aération sur le plafond de la chambre de mélange est si intense que le produit se déplace vers le haut au-dessus de la zone fortement aérée. 4.- Procédé selon la revendication 3, carac ténus8 en ce que les autres zones sont au moins partiellement faiblement aérées. 5.- Procédé selon l'une quelconque des re vendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'aération intense par zone alterne Si rapidement, que dans une partie non aérée le produit est encore ameubli de façon telle par l'aération intense qui a précédé, que comparativement au déplacement ascendant dans le secteur fortement aéré, il peut se deplacerXvers le bas. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'alternance de l'aé- ration dans l'espace annulaire et sur le plafond de la chambre de mélange est commandée de façon telle qu'au moins temporairement un secteur fortement aéré avec un déplacement ascendant du produit est séparé d'une trombe de soutirage par une zone avec un déplacement descendant du produit. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que l'alternance de l'aération dans l'espace annulaire et sur le plafond de la chambre de mélange est commandée de façon telle qu'au moins temporairement un secteur fortement aéré sur le plafond de la chambre de mélange est voisin d'une trombe de soutirage dans espace annulaire.