Brevet FR2501654A1 — publié le 19820917

La présente invention concerne un dispositif en vue de permettre l'extraction finale de la matière en vrac stagnant sur le fond plan d'un silo lorsque ce dernier a été en grande partie évacué par l'orifice normal d'éva- cuation situé généralement en position médiane sur le fond du silo, la matière en vrac étant à l'état finement divi- sé, par exemple sous forme granuleuse ou pulvérulente. L'invention s'applique tant auKsilcsdont le fond a une forme polygonale notamment quadrangulaire, qu'aixsilos épousant un volume de révolution et à base circulaire. L'invention concerne plus particulièrement l'évacuation finale de la matière en vrac rémanente qui subsiste sur le fond du silo après l'évacuation de ce dernier par gravité et qui doit être généralement balayéeet ramenée à la main vers l'orifice d'évacuation afin d'assurer la vidange totale du silo. La nécessité de recourir à une opération manuelle pour la vidange finale du silo représente une servitude, source de lenteur dans l'exécution et d'un orix de revient élevé. Aussi, on connait des dispositifs divers visant à assurer mécaniquement l'évacuation finale de la matière granuleuse stagnante en fin d'évacuation par gravité. On connaît ainsi des dispositifs pneumatiques fixes ou mobiles et qui permettent de chasser la masse du grain subsistant sur le sol et de l'amener automatiquement vers les orifices d'évacuation. Ces dispositifs sont toutefois d'une mise en place complexe et représentent un investissement élevé; il est en effet nécessaire de fournir une puissance de soufflerie impor- tante, alors que cette installation n'est appelée à fonctionner que sur une période très limitée correspondant à l'évacuation finale du silo;. L'invention remédie à ces inconvénients et vise à réaliser un dispositif d'évacuation d'un silo, de forme et de volume quelconques, ne nécessitant qu'un investissement limité et permettant d'obtenir des con- ditions excellentes de rendement et d'efficacité. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'évacuation de matières granuleuses en vrac contenues dans un silo,du type constitué d'un bras monté déplaçable de façon à parcourir la base dudit silo en balayant la surface de ce dernier, le bras comportant des moyens d'évacuation de la matière granuleuse vers l'orifice d'évacuation desservant la base du silo, et le dispositif est caractérisé en ce que le dit bras est constitué d'un caisson ouvert sur une face verticale et formant une section en forme de U renversé de 900, reposant sur une branche disposée horizontalement, le caisson étant associé à des moyens mécaniques permettant son mouvement de balayage de la base du silo en parcourant la surface de cette base, le caisson présentant sa face ouverte en direction du sens de déplacement, pénétrant dans le tas résiduel de matières, et le caisson comporte sur son fond horizontal, parallèle et à proximité du sol formant l'embase du silo des moyens d'entraînement de la matière granuleuse vers une trappe disposée dans le fond horizontal dudit caisson et maintenue au droit de l'orifice d'évacuation du silo. De préférence, les moyens d'entraînement de la matière granuleuse le long du fond du caisson, en direction de la trappe située au droit de l'orifice d'évacuation, sont constitués par un transporteur sans fin constitué d'au moins un,et de préférence de deux liens filiformes montés sur deux tambours dont au moins un tambour d'entraînement, les deux tambours étant disposés aux deux extrémités du caisson, les deux liens consti- tuant le transportant étant associés à des barrettes transversales raclant le fond du caisson en direction de la trappe de sortie. Dans une variante de réalisation, le silo épouse la forme d'un volume de révolution, cylindrique ou tronconique et il comporte une embase circulaire, le caisson d'éva- cuation finale est disposée radialement et il est associé à des moyens moteurs permettant de provoquer son dépla- cement angulaire et sa rotation autour d'un axe concentri- que au fond circulaire du silo, le transporteur étant disposé de façon à racler le fond horizontal du caisson situé à proximité immédiate du fond du silo, dans un mouvement centripète, en direction de la trappe de sortie, située à l'aplomb d'un entonnoir central d'évacuation du silo, le mouvement rotatif du caisson étant apte à balayer circulairement le fond du silo. Selon une autre caractéristique le caisson comporte un logement longitudinal situé en position supérieure et le long de la paroi horizontale supérieure du caisson, ce logement, ouvert à chaque extrémité, constituant un compartiment récepteur de la bande transporteuse dans son trajet de retour centrifuge et étant isolé de l'espace intérieur du caisson affecté au trajet centripète du grain entraîné par les barrettes transversales de la bande transporteuse dans son parcours centripète. Selon encore une caractéristique de l'invention le caisson est surmonté par une paroi supérieure formant capot et disposée angulairement, selon au moins une pente et de préférence deux pentes opposées en forme de toit selon une arête longitudinale parallèle à l'axe du caisson, ce capot en pente permettant d'éviter la stagnation du grain sur le caisson. Selon encore une autre caractéristique dans le cadre de la mise en oeuvre de l'invention pour l'évacuation d'un silo à base circulaire, le caisson est supporté au moins au centre de l'embase circulaire du fond du silo par un pivot constituant son axe de rotation dans son mouvement de balayage angulaire du fond du silo, et le caisson est supporté à son extrémité opposée, à Proxi- mité de la paroi du silo, par une roue motrice associée et des organes moteurs d'entraînement. Selon une autre caractéristique le caisson comporte à l'extrémité frontale de son fond horizontal, constituant le bord d'attaque du tas dans le mouvement d'avancement du caisson, une lame venant porter par son fil sur le sol du silo et constituant une pelle de raclage vidant la matière vers le fond horizontal du caisson ou elle est reprise Dar les dispositifs d'entraînement. Selon encore une caractéristique le caisson comporte, à proximité de chaque extrémité venant longer la paroi du silo, une paroi déflectrice, disposée angulairement par rapport à l'axe longitudinal du caisson et en saillie par rapport au bord frontal du caisson mobile, cette cloison déflectrice rejoignant par son bord terminal avant la paroi du silo et étant apte à guider la matière granuleuse située immédiatement à proximité dela paroi verticale du silo en direction de la partie ouverte du caisson. Selon encore une autre caractéristique, la paroi horizontale formant le plafond creux du caisson comporte un auvent réglable permettant d'ajuster l'avancement et l'aplomb du plafond du caisson en fonction de la nature de la matière traitée de l'angle naturel du tas correspondant à cette matière. 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 par- ticulière présentée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés. La figure 1 représente une vue en coupe horizontale du fond d'un silo pourvu d'un dispositif d'extraction selon l'invention. La figure 2 représente une vue en plan du fond du silo muni de son dispositif d'extraction tel que représenté à la figure 1. La figure 3 représente une vue en coupe du dispositif d'extraction montré aux figures 1 et 2. La figure 4 montre une vue en perspective du dispositif d'extraction des figures précédentes. La figure 5 montre une vue en perspective du dispositif d'extraction mis en place dans un silo à fond circulaire et tel que représenté aux figures 1, 2 et 3. La figure 6 montre une vue en coupe transversale d'un silo à base quadrangulaire et pourvu, selon une variante du dispositif d'évacuation selon l'invention La figure 7 montre une vue en plan du silo de la figure 6. Selon les figures 1 à 5 inclus, l'invention est ici utilisé pour desservir l'espace intérieur l d'un silo dont les parois 2 suivent la forme d'un volume de révolution, par exemple un cylindre. Ce silo est pourvu de façon connue d'une ouverture centrale 3 en forme d'entonnoir aboutissant à des moyens d'évacuation (non représentés) et d'o le grain est repris pour être évacué vers l'extérieur; dans la uhase initiale de l'opération de vidange, le grain s'écoule par gravité depuis l'espace intérieur l du silo, dans l'entonnoir central 3 et de là il est repris par des moyens de transport conventionnels. Lorsque cesse l'écoulement par gravité de la masse du grain, par exemple des céréales, jusqu'à l'entonnoir 3, il subsiste sur le sol du silo une masse importante de grains qui doivent être alors évacués étant pelletés manuellement ou transportés pneumatiquement; chacune de ces formules comportant les inconvénients qui ont été soulignés précédemment. Selon l'invention, on assure l'évacuation finale du tas résiduel de grains à partir d'un dispositif d'évacuation constitué d'un caisson 4 disposé radialement et apte à se déplacer dans un mouvement de balayage circulaire en parcourant le fond du silo. Le dispositif d'évacuation a la forme d'un caisson vu en coupe à la figure 3, le caisson étant ouvert par sa face frontale ou face d'attaque correspondant au sens de direction tel qu'il est illustré par la flèche 5 (figure 3). Le caisson est en section en forme de U renversé de de sorte que la branche 6 disposée horizontalement constitue le fond horizontal du caisson, la base du U dispose verticalement constitue la paroi verticale du caisson, la branche horizontale supérieure 8 consistuant le plafond du caisson. Le caisson est disposé radialement comme on le voit sur la figure 2 depuis le centre, à l'aplomb de l'entonnoir d'évacuation 3; et à ce niveau le caisson repose sur le pivot central 9 constituant son axe de rotation. A son extrémité terminale opposée située à proximité de la paroi 2 du silo, le caisson comporte des moyens d'avancement par exemple une roue 10 avec moteur 11. Et facultativement, on peut prévoir tout au long du caisson des moyens de reprise du poids du caisson sous forme de galetsde roulement ou patins de glissement. 1S La roue motrice 10 peut être remplacée par tout système d'entraînement convenable mécanique, électrique ou hydraulique. Le caisson ouvert est pourvu de moyens d'entraînement du grain sous la forme d'un transporteur 26 à chaîne ou à câble; les deux filins sans fin 12 et 13 sont entraînés par une poulie motrice 14, mue par l'intermédiaire de renvois appropriés depuis le moteur d'entraînement 15. A l'extrémité externe du caisson, le transporteur est renvoyé par un tambour 14'. Sur les deux freins paralleles(12,13) et tournant sans fin sur les deux poulies 14 et 14' sont montées des barrettes transversales respectivement 16, 17, 18, 19; l'ensemble des barrettes monté sur des filins constituant un transporteur du type connu en soi (référencée 26). Le transporteur est monté sur les poulies de façon à parcourir le fond du caisson dans un sens centripète (représenté par la flèche 20); ainsi, l'avance- ment longitudinal du transporteur sur le fond du caisson racle ce fond et provoque l'entraînement du grain qui s'y trouve vers l'extrémité centrale d'o il s'échappe par la trappe de sortie 21 formée d'une solution de continuité dans le fond 6 horizontal du caisson, à l'aplomb de l'entonnoir d'évacuation 3 Le retour du transporteur depuis le sommet de la poulie motrice 14 vers le sommet de la poulie de renvoi 14'se fait dans un sens centrifuge à l'intérieur du logement longitudinal 22 disposé. sous le plafond 8 horizontal du caisson; ce logement 22pouvant être isolé par rapport à l'espace intérieur 23 du caisson. Pour faciliter la montée du grain depuis le fond du silo jusqu'à l'espace intérieur du caisson, on a disposé sur le bord frontal du fond horizontal 6 du caisson une lame 24 venant racler par son fil ou sa lèvre avant le fond du silo et en permettant par un effet de pelle, le mouvement de légère remontée du grain situé sur le fond du silo vers l'espace intérieur du caisson o il est entraîné par les barrettes râcleuses 16, 17, 18, 19 vers la trappe de sortie 21 ou le grain suit alors le parcours normal d'évacuation par gravité. Une paroi déflectrice 25 est également prévue à l'ex- trémité externe du caisson à proximité de la paroi du silo, de façon à guider le grain situé à proximité de cette paroi vers l'espace intérieur du caisson; cette paroi déflectrice 25 est située frontalement face à la zone terminale du caisson o se trouve le cylindre, de renvoi 15, de sorte que la paroi déflectrice horizontale 25 amène le grain dans la zone intérieure opérationnelle du caisson o le grain peut être repris par le transporteur désigné par la référence générale 26 et constituée des deux filins et des bar- rettes transversales. Le caisson peut avantageusement être muni sur son pla- fond supérieur 8 d'un capot à une et ici de préférence deux pentes formant un toit. Ce capot 27 à deux pentes permet d'éviter toute stagna- tion de grains susceptiblesde rester sur le caisson. Le toit 27 peut avantageusement être prévu avec un auvent 28 à avancement réglable de façon à permettre d'ajuster l'aplomb du plafond du caisson, en fonction de l'angle naturel du tas correspondant à chaque matière granuleuse. La disposition de l'évacuateur selon l'invention en forme de caisson ouvert par une face verticale permet en effet d'éviter un blocage des moyens d'entraînement constitués par le transpoteur 26. On voit en effet sur la figure en coupe 3 que compte tenu ae l'angle naturel du tas, le volume et le poids de grains situés sur la bande transporteuse est limité à un maximum de sorte que les moyens d'entrai- nement (le moteur 15) peuvent être calibrés de façon à permettre l'entraînement de la quantité de grains situés sur le fond 6 du caisson et soumis à l'action de raclage et d'entraînement des barrettes 16, 17 de la bande transporteuse 26. Et au fur et à mesure que l'évacuation a permis de libérer une zone radiale desservie par le caisson ce dernier avance angulairement de façon à déplacer le front d'évacuation radiale au fur et à mesure de l'é acuation du grain. Le dispositif ne représente qu'un investissement limité et il permet d'assurer en toute condition l'évacuation finale d'un silo. Les figures 6 et 7 représentent une variante dans lesquelles le caisson 30 est animé d'un mouvement linéaire, étant pourvu à cet effet des roues motrices d'extrémités 31 et 32, permettant au caisson de desservir par un balayage transversal le fond 33-du silo quadrangulaire; les deux transporteurs symétriques respectivement 34 et 35 amenant, dans les mêmes conditions que décrites précédemment le grain subsistant sur le fond 33 dans la fosse d'évacuation médiane 36. Le caisson selon l'invention peut être utilisé avantageu- sement pour véhiculer de l'air insufflé dans la masse du grain et assure l'aération du silo plein. Dans ce cas on pourra disposer plusieurs caissons dans un même silo en accélérant ainsi l'opération d'évacuation finale. La forme du caisson implique l'existence d'un fond à proximité immédiate du plancher du silo à évacuer, le fond horizontal permettant d'obtenir un effet de pelle et la remontée de la matière granuleuse ou pulvérulente depuis le plancher du silo jusque sur le fond horizontal du caisson parcouru par les moyens d'entraînement. Ces moyens d'entraînement peuvent être constitués par tout dispositif utile, par exemple par une vis sans fin qui sera alors avantageusement logée dans un caisson de profil en U à base curviforme, la section circulaire de la vis sans fin venant s'inscrire dans la base curviforme formant-berceau ou auge du caisson; le caisson présentant alors une section en forme de U à base curviforme reposant sur une branche. la On pourra également prévoir, dans le cas d'un silo à base quadrangulaire et parcouru par au moins un bras mobile, la possibilité d'un déplacement alternatif (aller et retour) du caisson; le caisson sera alors opérationnel à l'aller comme au retour et il comportera dans ce cas deux faces frontales évidées et correspondant chacune à un sens d'avancement du caisson. Le silo peut comporter plusieurs caissons de raclage et d'enlèvement, soit sous forme de caissons ou bras disposés radialement dans un silo à fond circulaire, soit sous forme de bras ou caissons transversaux parcourant, dans un mouvement linéaire, du fond quadrangulaire du silo. Dans le cas d'une pluralité de bras ou caissons on pourra prévoir un ou des organes d'entraînement montés sur un seul caisson, caisson-moteur, les autres caissons lui étant reliés par des liens, tirants, tiges ou analogues, les ensembles des caissons étant alors entraînés par le caisson-moteur. Le ou les dispositifs d'entraînement du caisson-moteur ne sont pas déterminés et peuvent être constitués par tous dispositifs mécanique, hydraulique ou autres; on pourra notamment remplacer la roue motrice située à l'extrémité ou aux extrémités d'un caisson, par des dispositifs à rochers, à béquilles de type connu prenant appui soit sur le fond du silo soit sur la base des parois verticales disposées à proximité. Le réglage de la quantité de matières granuleuses ou pulvérulentes susceptibles de pénétrer à l'intérieur du caisson et d'être entraînées par les moyens d'évacuation longitudinaux au sein du caisson peut être ajusté en faisant varier le bord frontal supérieure du caisson et on a ainsi prévu ci-dessus un auvent ajustable en longueur mais on peut également utiliser un obturateur coulissant verticalement pour obturer partiellement la partie supérieure de la paroi frontale évidée du caisson en limitant ainsi la pénétration de la matière pulvéruleuse au sein du caisson en fonction de l'angle du tas naturel formé par la matière considérée. On comprend que le dispositif de l'invention peut être utilisé dans le cas de silos contenant des matières de caractéristiques variées tant en ce qui concerne leur nature que leur granulométrie, leur homogénéité. D'une façon générale, l'invention sera utilisable chaque fois que l'on entrepose des matières solides en vrac à l'état finement divisé tels que des produits pulvérulents ou granuleux et permettant un écoulement fluide par les fosses ou trappes centrales d'évacuation. Bien que l'utilisation d'une trappe ou d'une fosse centrale d'évacuation soit plus communément répandue, on peut également prévoir l'utilisation, notamment dans le cas d'un silo à base quadrangulairede deux trappes jumelles situées latéralement; dans ce cas le caisson de raclage et d'évacuation finale comporte deux trappes disposées chacune au droit de la fosse d'évacuation; le caisson comporte deux transporteurs disposés symétriquement et entraînés dans un mouvement actif centrifuge vers les fosses latérales, le parcours centrifuge disposé au ras du fond du caisson étant associé à un parcours centripète inactif correspondant au parcours de retour. Dans le cas de matières dont la fluidité naturelle ne o serait pas suffisante pour permettre une évacuation par gravité, on peut associer le dispositif d'évacuation finale ici décrit à une mise en lit fluidisé par insufflation d'air depuis le fond perforé à cet effet du silo selon une technique connue en elle-même, l'insufflation d'air par le fond perforé du dit silo permettant la mise en lit fluidisé de la matière subsistant et son évacuation finale par le transporteur contenu dans le caisson. Le transporteur est essentiellement constitué par les barrettes transversales de raclage et du fond en provoquant l'entraînement de la matière vers la trappe par o cette dernière est précipitée dans la fosse ou trappe de sortie o elle est reprise par les moyens d'évacuation conventionnels fixes. Ces barrettes transversales sont montées sur un ou plusieurs liens;la dimension et la nature des liens dépendent des efforts fournis par le transporteur et de la résistance (poids, friction etc...) de la matière ainsi évacuée. Au lieu des filins représentés dans les figures on peut utiliser une ou deux chaînes. Dans le cas de filins supportant les barrettes transversales, les filins sont montés entre deux poulies d'extrémités, les poulies comportant de façon connue, des encoches pour l'insertion des raclettes ou barrettes de raclage transversales, les poulies munies de cran pour le passage des barrettes constituant des "tourteaux"; dans le cas d'un lien support des barrettes transversales constituées par une chaîne, les poulies comportent de façon connue les excroissances venant s'engager à l'intérieur des maillons pour guider le parcours de la chaîne. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'évacuation de matières en vrac à l'état finement divisé, telles que des matières à l'état granuleux ou pulvérulent contenues dans un silo, du type constitué d'un bras monté déplaçable de façon à parcourir la base dudit silo en balayant la surface de ce dernier, le bras comportant des moyens d'évacuation de la matière granuleuse vers l'orifice d'évacuation desservant la base du silo, et le dispositif est caractérisé en ce que ledit bras (4,34,35) est constitué d'un caisson ouvert (7) sur au moins une face verticale reposant sur un fond (6) disposé horizontalement, le caisson étant associé à des moyens mécaniques permettant son mouvement de balayage de la base du silo en parcourant la surface de cette base, le caisson présentant sa face ouverte en direction du sens de déplacement, pénétrant dans le tas résiduel de matières, et le caisson comporte sur son fond horizontal (6), parallèle et à proximité du sol formant l'embase du silo des moyens d'entraînement (26) de la matière granuleuse vers une trappe (21) disposée dans le fond horizontal dudit caisson et maintenue au droit de l'orifice d'évacuation (3) du silo. 2. Dispositif selon la revendication 1,caractérisé en ce que les moyens d'entraînement de la matière granuleuse le long du fond du caisson, en direction de la trappe (21) située au droit de l'orifice d'évacuation, sont constitués par un transporteur sans fin (26) constitué d'au moins un, et de préférence de deux liens (12,13), sans fin et montés sur deux poulies (14,14') dont au moins une poulie d'entraînement, les deux poulies étant disposées aux deux extrémités du caisson, le lien constituant le transporteur étant associés à des barrettes transversales (16,17,18,19) raclant le fond (6) du caisson en direction de la trappe de sortie (21). 3. Dispostif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le silo épouse la forme d'un volume de révolution, cylindrique ou tronconique et il comporte une embase cir- culaire (1), le caisson (4) d'évacuation finale est disposé radialement et il est associé à des moyens moteurs permettant de provoquer son déplacement angulaire et sa rotation autour d'un axe concentrique (9) au fond circulaire du silo, le transporteur étant disposé de façon à racler le fond horizontal du caisson situé à proximité immédiate du fond du silo, dans un mouvement centripète, en direction de la trappe de sortie (21) située à l'aplomb d'un entonnoir central (3) d'évacuation du silo, le mouvement rotatif du caisson étant apte à balayer circulairement le fond du silo. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le caisson comporte un logement longitudinal (22) situé en position supérieure et le long de la paroi horizontale supérieure (8) du caisson, ce logement, ouvert à chaque extrémité, constituant un compartiment récepteur du transporteur (26) dans son trajet de retour centrifuge et étant isolé de l'espace intérieur (23) du caisson affecté au trajet centripète du grain entraîné par les barrettes transversales (16,17,18,19) du transporteur dans son parcours centripète. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le caisson est surmonté par une paroi supérieure formant capot (27) et disposée angulairement, selon au moins une pente et de préférence deux pentes opposées en forme de toit selon une arête longitudinale parallèle à l'axe du caisson, ce capot en pente permettant d'éviter la stagnation du grain sur le caisson. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1, 3, 4 ou , caractérisé en ce que le caisson est supporté au moins au centre de l'embase circulaire du fond (1) du silo par un pivot (9) constituant son axe de rotation dans son mouvement de balayage angulaire du fond du silo, et le caisson est supporté à son extrémité opposée, à proximité de la paroi (2) du silo, par une roue motrice (10) associée et des organes moteurs (11) d'entraînement. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé çn ce que le caisson comporte à l'extrémité frontale de son fond {6) horizontal, constituant le bord d'attaque du tas dans le mouvement d'avancement du caisson, une lame (24) venant porter par son fil sur le sol (1) du silo et constituant une pelle de raclage guidant la matière vers le fond horizontal (6) du caisson o elle est reprise par des dispositifs d'entraînement (26). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le caisson comporte, à proximité de chaque extrémité venant longer la paroi (2) du silo, une paroi déflectrice (25), disposée angulairement par rapport à l'axe longitudinal du caisson et en saillie par rapport au bord frontal du caisson mobile, cette cloison déflectrice rejoignant par son bord terminal avant la paroi du silo et étant apte à guider la matière granuleuse située immédiatement à proximité de la paroi verticale du silo en direction de la partie ouverte du caisson. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le caisson comporte sur la partie supérieure de son front d'avancement des moyens d'obturation rétractables et ajustables (28) en fonction de l'angle du tas défini pour une matière donnée.