Brevet FR2539223A1 — publié le 19840713

L'invention a pour objet un four qui permet de traiter de manière parfaitement contrôlée, en un temps réduit au strict minimum nécessaire, de la paille afin'de la transformer en fourrage utilisable pour l'alimentation des bovins et, plus généralement, de tous les ruminants. On sait que le gaz ammoniac agit sur la paille quand il est mis en contact avec elle pendant une durée suffisante à une température de 60 a 900C. I1 sépare la lignine de la cellulose et il réagit avec celle-ci en en affaiblissant la structure de sorte qu'elle devient digeste et acquiert ainsi une valeur alimentaire appréciable. La paille traitée de cette façon peut remplacer le foin et semble même être préférée par les animaux. Jusqu'à présent, L'applicationdu procédé de traitement de la paille par le gaz ammoniac s'est fait à l'aide de boches qui recouvrent un tas de paille et sous lesquelles on envoie du gaz ammoniac , pendant les périodes les plus chaudes de l'été. L'invention a pour but principal d'apporter, a titre de produit industriel nouveau, un four approprié au traitement de la paille et doté d'organes perfectionnés qui rendent le traitement sûr, rapide, automatique. Un four conforme à l'invention comprend une paroi qui limite une enceinte ayant à une extrémité une porte de chargement et de déchargement, à fermeture hermétique, avec une buse d'injection de gaz ammoniac dans cette enceinte ainsi qu'un circuit de direction de l'air et du gaz ammoniac pour les faire circuler en cycle fermé, des moyens de raccordement de ce circuit à une bouche d'aspiration d'air extérieur et à une bouche de refoulement à l'extérieur, des moyens de chauffage du gaz à l'intérieur de l'enceinte ; de préférence, sont prévus aussi des organes de sécurité contre la surpression et la surchauffa. De préférence, le circuit de circulation comprend un caisson longitudinal supérieur en communication avec l'enceinte, un caisson longitudinal inférieur également en communication avec l'enceinte, un ventilateur raccordé au caisson inférieur, un jeu de vannes de mise en communication de ces caissons ensemble à travers le ventilateur ou de mise en communication d'un caisson avec la bouche d'aspiration d'air extérieur et de l'autre caisson avec une bouche de refoulement à l'extérieur à travers le ventilateur. De préférence encore, les caissons et les bouches sont raccordées à un distributeur à quatre orifices de branchement contenant trois sièges et trois obturateurs disposés respectivement entre deux orifices. La porte de chargement et de déchargement est montée pivotante grâce à des charnières à axe de pivotement capables de déplacement dans un sens de rapprochement et d'éloigne- ment par rapport au plan de fermeture de la porte. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la paroi du four est allongée horizontalement, avec un profil polygonal en section droite, de préférence octogonale; la porte. est située sur une face extrême terminale et elle est équipée d'au moins un moyen de fermeture rapide herm6- tique ; le ventilateur et le distributeur sont montés à l'extérieur de l'enceinte sur la face extrême terminale opposée et le distributeur comprend une tige unique sur laquelle sont calés les trois obturateurs ; cette tige est repoussée par un ressort à sa position d'interruption de communication entre l'enceinte et la bouche de refoulement à l'extérieur et elle est manoeuvrée en sens inverse par un organe moteur disposé dans la bouche d'aspiration d'air extérieur. Pour bien faire comprendre l'invention on donnera maintenant sans intention limitative et sans exclure aucune variante entrant dans la définition donnée plus haut, une description d'un mode préféré de réalisation. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de l'avant en perspective d'un four à paille conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de l'arrière en perspective du même four, - la figure 3 est une vue de côté du même four avec une coupe partielle par un plan passant par l'axe, - les figures 4 et 5 sont des vues agrandies de détail montrant en coupe le distributeur représenté à deux positions de fonctionnement pendant la marche du four, - la figure 6 est une vue agrandie de détail montrant par le dessus une charnière de la porte en position de fermeture hermétique Un four conforme à lBinvention a une enceinte intérieure 1 limitée par une paroi 2 allongée en sens horizontal, avec un profil octogonal en section droite, une face extrême terminale avant 3 munie d'une porte 4 de chargement et de déchargement, une face extrême terminale arrière 5 sur laquelle se trouvent, à l'extérieur, un ventilateur 6 et un distributeur 7. A l'intérieur de l'enceinte 1 une tôle ajourée 8 s'étend longitudinalement pour limiter avec une face de la paroi 2 un caisson supérieur 9 d'entrée d'air dans l'enceinte 1 cependant qu'une tôle perforée 10 limite de façon analogue un caisson inférieur 11 d'aspiration dans l'enceinte 1.Ce caisson 11 est raccordé à l'orifice d'aspiration du ventilateur 6 et l'orifice de refoulement de celai-ci est raccordé à un premier orifice, intermédiaire, 12 du distributeur 7. Ce dernier a un deuxième orifice 13, également intermédiaire, qui est raccordé au caisson supérieur 9. Le distributeur 7 a un corps allongé cylindrique 14 sur lequel se trouvent espacés les deux orifices interm6- diaires 12, 13 entre deux orifices extrêmes 15, 16 respecti- vement. L'orifice 15 est prolongé par un tuyau 15A qui s 'élève jusqu'en haut du four et qui se termine par une bouche 15B de refoulement à l'extérieur. L'orifice 16 est entouré d'un manchon perforé filtrant ouvert à l'atmosphere qui constitue une bouche d'aspiration. Les quatre orifices 12, 13, 15, 16 sont séparés deux à deux par trois sièges espacés 17, 18,19 auxquels correspondent trois obturateurs 208 21, 22 respectivement. Ces derniers sont calés sur une. tige axiale 23 soutenue et guidée en coulissement dans des paliers 24, 25. A une de ses extrémitEs- la tige 23 est réunie à un électro-aimant 26 dont l'élément mobile moteur est disposé pour pousser cette-tige 23 jusqu'à l'application de l'obturateur 21 contre son siège 18, situé entre les orifices intermédiaires 12 et 13.Dans cet état (figure 4) les deux autres obtura- teurs 20, 22 sont espacés de leurs sièges 172 19 de sorte que le caisson inférieur 11 d'aspiration dans l'enceinte 1 est en communication a travers le ventilateur 6 avec la bouche 153 de refoulement à l'extérieur, par l'orifice 12, le siège 17 et l'orifice 15 tandis que la bouche 16 d'as- piration d'air extérieur est en communication avec le caisson supérieur 9 d'entrée dans l'enceinte 1 à travers le siège 19. A son extrémité opposée, la tige 23 est soumise à l'intérieur du palier 24 à la poussée dgun ressort de compression 2.7 qui agit contre l'électro-aimant 26 an tendant à espacer l'obturateur 21 de son siège 18 et à appliquer sur les sièges 17, 19 les obturateurs 208 22.Pour rendre certaine la fermeture simultanée de ces derniers l'obturateur 22 a une faible course longitudinale par rapport à la tige 23 grace à un ressort 28 qui le pousse vers son siège par l'intermédiaire d'une entretoise 290 Dans cet état figure 5) le caisson inférieur 11 d'aspiration dans l'enceinte 1 est en communication avec le caisson supérieur 9 d'entrée dans cette même enceinte, à travers le siège 18 tandis que les bouches d'aspiration 16 et de refoulement 15B à lextio rieur sont isolées de l'enceinte 1. L'aspirateur 6 est alors capable de faire circuler en cycle fermé à travers l'enceinte 1 du haut vers le bas, la masse gazeuse que le four continente On remarquera que si une pression excessive se crée alors dans l'enceinte 1, elle s'exercera sur l'obturateur 20 contre la résistance du ressort 27. Celui-ci étant taré à une valeur choisie, il en permet l'ouverture à une pression de 1,5 bar, ce qui établit la communication de l'enceinte 1 avec la bouche de refoulement extérieur 15B. A l'intérieur du caisson supérieur 9 d'entrée sont installes des résistances blindées 30 de chauffage Elec- trique capables de porter la température intérieure du four jusqu'à 900C pendant la circulation en cycle fermé. En outre, une buse 31 d'injection de gaz ammoniac s' étend de l'extérieur à travers la face extrême arrière 5 dans le caisson supérieur 9. Elle est destinée à être reliée par un tuyau approprié à une citerne (non représentée) de gaz ammoniac sous pression, par l'intermédiaire d'un détendeur. La porte 4 est montée pivotante grace à des gonds 32, mieux visibles sur la figure 6, comprenant un axe de pivotement 33 qui est mobile en déplacetment relatif par rapport au plan de fermeture de la porte. A cet effet, chaque axe 33 est tenu dans un trou 34 de même diamètre percé dans une patte 35 fixée à la porte 4 et il est guidé dans un trou 36 allongé dans un plan perpendiculaire au plan de fermeture de la porte. Ce trou allongé 36 est ménagé dans une patte 37 fixée à la paroi 2 du four Un poussoir 38 a une extrémité 39 taillée en V dans laquelle est engage l'axe 33. A son extrémité opposée le poussoir 38 est soumis à la force dsun ressort de compression 40 contenu dans une douille 41 fixée à la patte 37.Grâce à cet agencement, quand la porte 4 est mise en position de fermeture, elle est capable d'un débattement parallèlement à ellemême égal à la longueur des trous allongés 36, ce qui permet de la plaquer également sur tout son périmètre contre la face extrême avant 3 du four. Pour assurer l'étanchéité, la porte 4 est munie d'un joint périmétrique 42 qu'elle écrase contre la face avant 3 sous l'action de moyens de fermeture. Ces derniers comprennent deux barres coulissantes, verticales, espacées transversalement, montées dans l'epais- seur de la porte 4, dont les extrémités 43 sont visibles sur la figure 1. Ces barres sont manoeuvrables chacune à l'aide d'une poignée à la façon d'une crémone classique. Des logements correspondants 44 sont prévus sur la face extrême avant 3 du four pour recevoir les extrémités 43 et pour créer avec elles, par un effet de coin, une force de serrage de la porte 4 qui produit l'écrasement du joint 42. Le four de l'invention comprend encore des moyens de commande et de contrôle rassemblés dans un coffret 45 sur un côté de la paroi 2. Sont prévus aussi des moyens de fonctionnement automatique du four après son chargement en paille 46 et la fermeture étanche de la porte 4. Les moyens de réaliser ce fonctionnement automatique sont connus. Toutefois il fait partie de l'invention d'utiliser lrne horloge à cycle de 24 heures conçue pour réaliser le cycle suivant - introduction pendant une durée allant de 1 à 4 heures de la quantité nécessaire de gaz ammoniac en fonction de la masse de paille à traiter simultanément au chauffage jusqu'à 900C de l'intérieur du four et à l'établissement d'une circulation en cycle fermé - maintien de circulation en cycle fermé à 900c pendant une durée totale de 16 heures - arrêt du chauffage et de la circulation pendant 5 heures évacuation de la masse gazeuse à l'extérieur pendant une durée de 3 heures. Ces opérations se réalisent par la mise en marche convenable des résistances de chauffage 30, du ventilateur 6, et par la manoeuvre du distributeur 7. On peut adopter aussi un cycle économique de 48 h qui consiste, apres l'introduction du gaz ammoniac et le chauffage à 9O0C, à maintenir la circulation en cycle fermé pendant 12 h seulement, à arrêter le chauffage et la circulation pendant 33 heures puis à évacuer à l'extérieur la masse gazeuse pendant une durée de 3 heures REVENDICATIONS 1. Four pour le traitement de la paille par le gaz ammoniac comprenant une paroi (2) limitant une enceinte (1) ayant sur une face extrême avant (3) une porte (4) de chargement et de déchargement à fermeture étanche, une face extrême arriere opposée (5), caractérisé en ce qu'il comprend une buse (31) d'injection de gaz ammoniac dans l'enceinte (1), un circuit dirigeant la masse gazeuse interne pour la faire circuler en cycle germé, des moyens (7) de raccordement de ce circuit d'une bouche (16) d'aspiration d'air extérieur et à une bouche (15B) de refoulement à l'extérieur, des moyens (30) de chauffage de la masse gazeuse interne 2.Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit dirigeant la masse gazeuse interne comprend un caisson supérieur (9) et un caisson inférieur (11) en communication avec l'enceinte (1) 3. Four selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enceinte (1) est allongée horizontalement avec des faces extrêmes avant (3) et arrière (4) verticales, les caissons (9, 11) s'étendant longitudinalement et étant limités respectivement par la paroi (2) du four et par une tale ajourée (8) et une tôle perforée (10) respectivement. 4. Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de raccordement du circuit aux bouches a'aspiration (16) et de refoulement (15B) comprennent une distributeur (7) ayant un corps allongé (14) avec un premier orifice extrême servant de bouche (16) d'aspiration de l'air extérieur, un second orifice extrême (15)raccordé à la bouche de refoulement (15B), deux orifices intermédiaires (12, 13) raccordés respectivement au caisson inférieur (11) à travers un ventilateur (6) au caisson supérieur (9)} ce corps allongé (14) ayant trois sièges (17, 18, 19) associés à trois obturateurs (20, 21, 22) situés respecti- vement chacun entre deux orifices. 5. Four selon la revendication 4 caractérié en c que le distributeur (7) comprend une tige axiale (23)- guidée dans des paliers (24, 25) et qui porte les trois obturateurs (20, 21, 22), l'un de ces obturateurs (22)~ayant une possibilité de déplacement relatif sur cette tige (23) gracie à un ressort (28). 6.Four selon la revendication 5 caractérisé en ce que la tige (23) est attelée à un organe moteur (26) disposé à l'intérieur de la bouche d'aspiration (16) et agissant contre un ressort de-rappel (27) qui tend à tenir en posi tion de fermeture l'obturateur (20) sur le siège (17) situé entre un orifice (12) de communication entre l'enceinte (1) et un orifice (15) raccordé à la bouche (15B) de refoulement à l'extérieur. 7. Four selon la revendication 1 caractérise en ce que la porte (4) est montée pivotante au moyen de gonds (32) ayant un axe de pivotement (33) déplaçable contre l'action d'un ressort (40) dans un sens de rapprochement et d'éloigne ment du plan de fermeture de cette porte (4). 8. Four selon la revendication l caractérisé en ce que la porte (4) est équipee de moyens de fermeture (83.,44) à effet de serrage de cette porte contre la face terminale avant (3) du four pour écraser un joint d'étanchéité (42). 9. Four selon la revendication 1 comprenant des moyens de commande et de contrôle pour marche automatique caractérise en ce que ces moyens comprennent une horloge à cycle de 24 heures, comprenant pendant l'introduction du gaz ammoniac et le chauffage à 90 Cr l'établissement d'une circulation en cycle fermé de la masse gazeuse à 90 C que l'on maintient pendant i6 heures, un arrêt pendant 5 heures du chauffage et de la circulation de cette masse gazeuse, puis l'évacuation de celle-ci à l?extdrieur pendant une durée de 3 heures. 10. Four selon la revendication 1 comprenant des moyens de commande et de contrôle pour marche automatique, caractérisé en ce que ces moyens comprennent une horloge à cycle de 48 heures, comprenant pendant l'introduction du gaz ammoniac et le chauffage à 9O0C, l'établissement d'une circulation en cycle fermé de la masse gazeuse à 9O0C que l'on maintient pendant 12 heures, un arrêt pendant 33 h du chauffage et de la circulation, puis l'évacuation à l'extérieur de la masse gazeuse pendant une durée de 3 heures.