Brevet FR2611675A1 — publié le 19880909

DISTRIBUTEUR PNEUMATIQUE DE PRODUITS GRANULEUX OU PULVERULENTS DU TYPE A POUSSEE CADENCEE La présente invention a trait à des perfectionnements aux distributeurs pneumatiques de produits granuleux ou pluvérulents du type transporteurs en phase dense et plus particuLièrement à poussee cadencée. les transporteurs de ce type sont constitués d'une cuve pressurisée à évacuation par L'extrémité inférieure par L'intermédiaire d'une canalisation dans laquelle à intervalle est injecté de l'air ou de l'azote par pulsations, le produit se séparant alors en "bouchons" qui sont evacués en douceur par des tampons d'air ou d'azote. Le principal inconvénient de ces systèmes, outre Leur complication et donc leur prix, réside dans la faiblesse relative des débits des produits ainsi transportes, vis-à-vis notamment des transporteurs classiques travaillant en phase diluée (simple aspiration du produit) ou à moyenne pression (transporteurs à écluse). Ces systèmes présentent de plus un sérieux inconvénient dO à la fragiLité des membranes des pulsateurs qui doivent être souvent changées. le but de la présente invention est de perfectionner ces transporteurs en Les rendant plus efficaces, notamment en augmentant substantiellement leur rendement, tout en simplifiant leur construction en les rendant ainsi plus économiques et aussi plus faciles d'emploi et d'entretien. A cet effet, l'invention a pour objet un distributeur pneumatique de produits granuleux ou pulvérulents, du type comprenant une cuve de stockage du produit à distribuer, une canalisation de distribution du produit reliée à la partie inférieure de la cuve et munie à son extrémité d'une vanne distributrice, une source de gaz propulseur sous pression reliée à la partie supérieure de la cuve, des moyens pour maintenir sous pression constante L'intérieur de la cuve au-dessus du produit, pendant sa distribution, des moyens empêchant l'augmentation de la pression du gaz propulseur dans la cuve à chaque fermeture de la vanne distributrice, ledit distributeur étant caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens d'agitation et brassage en permanence disposés dans la masse du produit stocke dans la cuve, au voisinage immédiat de l'orifice de raccordement avec ladite canalisation de distribution. Un tel dispositif procure un certains nombre d'effets et résultats tout à fait intéressants à divers titres. La prévision de ces moyens d'agitation et brassage en permanence dans la masse du produit à distribuer entraîne un effet anti-voûte et anti-depat, sous n'importe quelle pression du gaz propulseur, généralement de l'air, et une augmentation substantielle de la perméabilité qui permet d'obtenir automatiquement la formation de "bouchons" de produit qui sont évacués en douceur par des tampons d'air à des cadences 2 à 3 fois supérieures à celles permises par les pulsateurs des distributeurs connus. Le dispositif de L'invention réduit par ailleurs notamment le rapport volume du gaz propulseur/volume du produit transporte, du fait de la meilleure perméabilité de la masse de produit qui permet à un minimum de quantité de gaz propulseur de la traverser et de venir dans la canalisation de distribution. Enfin, un tel dispositif est particulièrement fiable et économique aussi bien sur le plan de la fabrication que sur celui de la maintenance et remarquable quant à sa facilité et sa rapidité de mise en route. d'autres caracteristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de divers modes de realisation desdits moyens d'agitation et brassage, description donnée à titre d'exemple et en regard des dessins annexes sur lesquels. - Figure 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation d'un distributeur selon l'invention ; - Figure 2 représente schematiquement une variante de réalisation du dispositif de la figure 1 ; - Figure 3 représente schematiquement encore une autre variante du dispositif de la figure 1 ; - Figure 4 représente schématiquement un autre mode de réalisation du distributeur de l'invention ; - Figure 5 represente schématiquement encore un autre mode de réalisation ; - Figure 6 illustre schematiquement un distributeur selon L'invention equipé, en outre, d'un dispositif d'injection d'air pulsé original ;; - Figure 7 et 8 illustrent deux modes de réalisation d'un distributeur selon l'invention muni d'une manche fluidisante, et - Figure 9 illustre l'applicaiton du principe du distributeur selon l'invention à une cuve horizontale. Dans le mode de réalisation schematisé sur la figure 1, le distributeur comprend une cuve cylindrique verticale 1 à base 2 tronconique dont L'extrémité inférieure est munie d'un coude 3 lui même raccordé à une canalisation souple distributrice (non representee) dont l'extrémité est équipée par exemple d'un ensemble cyclone-bec deverseur-vanne de distribution du type décrit dans le brevet FR-NO 82.05835. La cuve 1 est, par ailleurs, équipée d'une arrivée d'air (ou autre gaz, tel que l'azote) sous pression, symbolisée en 4, debouchant en partie haute de la cuve, au-dessus du produit à distribuer (non représenté sur la figure) ainsi que d'un système (connu et non représenté) empêchant L'augmentation de la pression d'air dans la cuve 1 à chaque fermeture de ladite vanne distributrice. Plus précisément la cuve 1 est munie d'une soupape de surpression qui est toujours réglée à une pression supérieure à la pression nécessaire au déplacement du produit dans la canalisation distributrice, ce qui permet, lors de l'arrêt de la circulation du produit par le préposé à la distribution (personne ou automatisme), d'obtenir dans la canalisation une augmentation de pression. Ce phénomène permet lors de l'ouverture brutale de la vanne distributrice un effet de chasse du produit du côté cuve, se conjuguant à un phénomène d'aspiration créé par La détente brutale du côte vanne distributrice. De telles caracteristiques sont connues notamment par le brevet cité plus haut et n'ont pas besoin d'être décrites plus en détail. Les moyens d'agitation et brassage sont constitués par un arbre vertical 5 disposé à L'intérieur de l'ensemble de la cuve 1, 2, co-axialement à celle-ci. l'arbre 5 est tenu par un premier palier 6, sensiblement au niveau de la jonction entre les parties cylindrique 1 et tronconique 2, ledit palier 6 étant lui-même fixé à la paroi de la cuve par des bras rayonnants 7. Un second palier, constitué par un réducteur 8, tient l'arbre 6, au-dessus du premier palier 6. Le réducteur 8 est relié par un arbre rapide horizontal 9 traversant la paroi de la cuve 1 et dont L'extrémité, symbolisée par une poulie 10, est entraînez en rotation par un moyen moteur quelconque non représenté. Entre le réducteur 8 et L'organe extérieur d'entrainement 10 sont disposés bien entendu divers paliers 11, 12, un accouplement 13 et un joint d'étanchéité 14. L'extrémité inférieure de l'arbre vertical 5 entraine un agitateur 15 disposé au droit de la partie tronconique 2 de la cuve, cependant que l'extrémité supérieure entraîne, de maniere optionnelle mais cependant avantageuse, un répartiteur 16 disposé au voisinage du sommet de la cuve 1. L'agitateur 15 est constitué, par exemple, de plusieurs bras horizontaux 17 rayonnant de manière symétrique par rapport à l'arbre 5, et formes par des fers plats aiguises dans le sens de rotation de l'arbre 5 de façon à diminuer la puissance necessaire à La rotation. la longueur desdits bras 17 est variable en fonction du volume du cône 2. A L'extrémité de chacun des bras 17 est fixé un fer plat 18 jouant le rôle de racleur, épousant au mieux la paroi interne du tronc de cône 2 en etant de préférence inclinés par rapport aux génératrices du cône. Le répartiteur 16 est par exemple constitué de deux bras horizontaux symétriques 19, rectilignes au cintrés et éventuellement munis à leur extrémité de pales transversales horizontales 20 orientées convenablement. le rôle de ce répartiteur 16 est d'augmenter la capacite utile de la cuve en supprimant, lorsqu'il est en rotation, le cône de chargement qui se constitue lors du remplissage (par gravité ou par aspiration) de la cuve en produit à distribuer. L'arbre 5 peut tourner à une vitesse très variable, par exemple entre 1 et 500 tr/mn suivant la nature du produit à distribuer, entre autres. Dans la variante de réalisation illustree par la figure 2, l'arbre 5 avec l'agitateur 15 et le répartiteur 16 est entrains non pLus latéralement à la cuve 1 mais à partir de l'extrémité inferieure dudit arbre 5 qui est prolongé de façon à traverser le coude 3 pour ressortir à l'extérieur à travers un joint d'étanchéité 21. A L'extrémité de L'arbre 5, est fixée, par exemple, une poulie 22 entratnée en rotation par tous moyens appropriés. l'arbre 5 est tenu en partie haute par un palier interne 23. Bien entendu l'arbre 5 des dispositifs des figures 1 et 2 peut être entrainé par tout autre moyen. La figure 3 illustre une variante de realisation de L'agitateur 15. Celui-ci comporte deux bras horizontaux symétriques 24 analogues aux bras 17 et munis à leur extrémité de deux couteaux racleurs 25 inclinés par rapport aux génératrices du tronc de cône 2 de manière symétrique et chargés de ramener le produit vers le centre du cône et de lui conferer un léger mouvement ascendant afin de lubrifier au maximum Le produit, permettant ainsi à l'agitateur de fonctionner même lorsqu'aucune distribution de produit n'est réalisée. Afin de parfaire ce travail deux vis 26 co-axiales à L'arbre 5 sont disposées au dessus et en dessous des bras horizontaux 24, en vue de donner au produit un mouvement ascendant. L'agitateur 15 peut être constitue par une simple spire hélicoidale conique solidaire de L'arbre 5 et occupant l'intérieur du tronc de cône 2 au lieu et place des éléments 17, 18, 24, 25, 26 ; le sens de rotation de la spire étant défini de manière à donner au produit un mouvement ascendant. La spire est formée par un ruban à L'intérieur duquel peut eventuellement être fixée à L'arbre une vis pleine solidaire egalement de l'arbre 5. La vis peut avoir un pas identique ou non à celui de la spire-ruban et dans le même- sens (augmentation de L'aération du produit notamment en cas de produit sensible au compactage) ou, au contraire, en sens inverse de celui de ladite spire (légère compression vers le bas du produit pour augmenter le débit), La spire peut être remplacée par une vis conique pleine conférant au produit un mouvement ascendant. L'ensemble agitateur 15-répartiteur 16 peut être remplacé par un agitateur constitué par une simple vis d'Archimède, telle que celle représentée en 27 sur la figure 4. La vis 27 est disposée horizontalement dans le fond de la partie tronconique 2 de la cuve et permet d'avoir une régularisation mécanique du débit tout en évitant les effets de voûte par une augmentation de surface de l'orifice d'extraction en partie inférieure du cône 2. La vis 27 est montée dans un conduit cylindrique et entraînée à un extrémité par tous moyens appropriés, l'autre extrémité débouchant dans une chambre de pressurisation auxiliaire 28 alimentée en air sous pression et raccordée à une canalisation distributrice 29. La vis 27 peut être remplacée par une écluse également munie, en sortie, d'une chambre de pressurisation auxiliaire chargée d'évacuer le produit en conjugaison avec l'air sous pression dans la cuve. Dans la variante de la figure 5, l'arbre 5 est prolongé en dessous de l'agitateur 15, par un ressort hélicoidal souple en acier 30 s'étendant dans le coude 3 jusque dans l'extrémité de la canalisation distributrice 31. Le sens de rotation et le pas du ressort 30 font en sorte de créer un mouvement allant de la canalisation 31 vers la cuve, permettant ainsi à des impuretes du genre bouts de copeaux longilignes dont la longueur excéderait le diamètre de la canalisation 31 de s'aligner dans l'axe de la canalisation et de pouvoir ainsi s'introduire dans cette dernière. L'efficacité d'un tel dispositif est encore plus sensible avec des produits constitués par des ensilages d'herbes, du mains plante entière, des rafles de malus broyés, de la luzerne déshydratée et bouchonnée ou bien un mélange farine + granulés ou céréales + granulés ou autres produits solides. La figure 6 illustre un autre mode de réalisation des moyens propres à assurer une agitation du produit et qui consiste à adjoindre à L'agitateur 15 un dispositif permettant d'injecter de l'air par pulsations à des cadences plus élevées que les pulsateurs connus. A cet effet, l'arbre 5 entraine par son extrémité inférieure, par L'intermédiaire d'un accouplement symbolisé en 32, un disque 33 tournant à l'intérieur d'une cage étanche fixe 34 disposée dans un carter 35 rapporté à l'extrémité inférieure du cône t. Le disque 33 est muni d'un certain nombre de perçages horizontaux rayonnants 36 susceptibles de faire communiquer une chambre centrale 37 reliée à une arrivée 38 d'air de pulsation avec une tubulure horizontale 39 fixée à la cage 34 et dans l'axe du conduit 40 d'évacuation du produit en direction de la canalisation distributrice 41. Le nombre de perçages 36 est déterminé en fonction de la cadence de pulsation recherchée en corrélation avec la vitesse de rotation de L'arbre 5. Lorsque le disque 33 est en rotation, les perçages 36 passent devant la tubulure 39 à une cadence plus ou moins élevée A chaque fois qu'un perçage 36 se présente devant la tubulure 39 il est injecté une quantité d'air en fonction du diamètre de la tubulure. Le mouvement rotatif entraine donc une injection d'air discontinue et cadencée. Ce dispositif permet d'améliorer, dans le cas de produit difficile ou de tres longues distances, la quantité d'air dans la canalisation 41 de façon contrôlée et réduite. On peut ainsi augmenter le nombre de "bouchons" en même temps qu'on les raccourcit. D'autres types d'agitateur peuvent être prévus au lieu et place des dispositifs ci-dessus, par exemple des systèmes à mouvement rotatif alterné, des systèmes linéaires à mouvement de va-et-vient. Les dispositifs d'agitation-brassage tels que décrits ci-dessus peuvent être éventuellement complétés par un système de fluidisation pneumatique constitue par des injecteurs d'air sous pression piques sur la partie tronconique 2, de préférence dirigés tangentiellement au cône et vers le bas, le nombre et la position de ces injecteurs étant variables suivant les conditions. Les injecteurs peuvent être remplacés par une toile poreuse uniquement perméable à l'air ou au gaz propulseur et permettant l'adjonction d'une quantité minime de gaz à l'extrémité inférieure de la partie tronconique 2. Dans tous les modes de réalisation ci-dessus on peut faciliter la perméabilité de la masse de produit, si nécessaire, par l'apport d'air au sein de ladite masse elle-même par l'intermédiaire d'une manche fluidisante soit verticale 42 comme illustré par la figure 7, soit circulaire et horizontale 43 comme illustré par la figure 8. Enfin, la figure 9 illustre une application de l'invention à une cuve horizontale 44 à la partie inférieure de laquelle est disposé un agitateur horizontal constitué de deux spires ou hélices 45 et 46 de pas opposés entraînées par le même arbre horizontal dont une extrémité extérieure à la cuve (47) est entrainée en rotation par tous moyens appropries. La cuve 44 est bien entendu pressurisée comme la cuve 1 et comporte, à l'une de ses extrémites, en partie inférieure, une chambre d'évacuation 48 reliée à une canalisation distributrice (non représentée). La cuve 44 est fixe ou mobile. D'une manière génerale le dispositif d'agitation-brassage dont est munie la cuve, quelles que soient ses formes et dimensions et quelle que soit la structure du dispositif d'agitation-brassage, permet de multiplier par 2 ou 3 les performances des distributeurs à cuve pressurisée connus. L'invention permet de réduire substantiellement la quantité de gaz necesaire à la propulsion tout en accroissant notablement les débits de produit. Ceci permet par exemple de réduire le diamètre des canalisations et la manutention. On évite , de plus, les coups de bélier grâce à L'augmentation de la fluidité du produit. les moyens proposés par l'invention sont par ailleurs, d'un prix de revient et de maintenance remarquablement réduit en comparaison avec les distributeurs à pulsateurs à membrane en particulier. L'invention s'applique à la distribution de tous types de produits pulvérulents ou granulaires quelles que soient en particulier les conditions de granulométrie, de compactage, d'humidité, etc,.. et présente ainsi un caractère d'universalite et d'adaptabilité que ne presente aucun des distributeurs actuels. Enfin, les distributeurs sel-on l'invention peuvent travailler à toutes les pressions désirées, de 1 à 20 Kg/cm2 sans pour cela craindre la formation de voûtes internes ou de dépôts, notamment sur la partie tronconique, effet souvent à la source des coups de bélier tant redoutés en manutention pneumatique au-delà d'une pression de 1 kg/cm2. Bien entendu, l'invention n est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes notamment en ce qui concerne les structures, agencements, formes et dimensions des moyens d'agitation-brassage prévus en partie inférieure de la cuve pressurisée. REVENDICATIONS :=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=: 1. Distributeur pneumatique de produits granuleux ou pulvérulents, du type comprenant une cuve (1,2) de stockage du produit à distribuer, une canalisation de distribution du produit reliée à la partie inférieure de la cuve et munie à son extrémité d'une vanne distributrice, une source de gaz propulseur sous pression reliée à la partie supérieure de la cuve, des moyens pour maintenir sous pression constante L'intérieur de la cuve au-dessus du produit, pendant sa distribution, des moyens empêchant l'augmentation de la pression du gaz propulseur dans la cuve à chaque fermeture de la vanne distributrice, ledit distributeur étant caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens (15) d'agitation et brassage en permanence disposés dans la masse du produit stocké dans la cuve (1,2), au voisinage immédiat de l'orifice de raccordement avec ladite canalisation de distribution. 2. Distributeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite cuve est constituée d'une partie cylindrique verticale (1) et d'une partie inférieure tronconique (2) dans laquelle ou au voisinage de laquelle sont disposés les moyens d'agitation-brassage (15). 3. Distributeur suivant la revendication 2, caractérise en ce que les moyens d'agitation-brassage sont constitués par un arbre vertical (5) disposé coaxialemnent à l'intérieur de la cuve, entrains en rotation à partir d'un moyen quelconque extérieur à la cuve (1,2) et à la partie inférieure duquel, dans ladite partie tronconique (2), sont fixés des bras et racleurs (17,18). 4. Distributeur suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'arbre (5) entraînant les dits moyens d'agitation-brassage est prolongé à l'extrémité inferieure par un ressort hélicoidal souple (30) s'étendant dans un coude (3) d'évacuation, fixe à l'extrémité inférieure de ta cuve (1,2) et auquel est raccordée la canalisation distributrice. 5. Distributeur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'agitation-brassage sont constitués par un arbre vertical (5) disposé coaxialement à L'intérieur de la cuve (1,2), entrains en rotation par un moyen quelconque extérieur à la cuve et portant en partie inférieure, au droit de la partie tronconique (2) de la cuve, une ou plusieurs spires, ou vis hélico;dale conique, de meme sens ou non. 6. Distributeur suivant L'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, au droit de la partie tronconique (2) de la cuve, un ou pLusieurs injecteurs d'air auxiliaire sous pression de préférence dirigés tangentiellement et vers Le bas. 7. Distributeur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que Les moyens d'agitation-brassage sont constitués par un doseur volumétrique, tel qu'une vis d'Archimède (27) ou une écluse, disposée à L'extrémité inférieure de ladite partie tronconique (2), de l'air auxiliaire d'evacuation du produit étant envoye à l'extrémité de sortie dudit doseur, en direction de la canalisation distributrice (29). 8. Distributeur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que L'extrémité inférieure dudit arbre vertical (5) est accouplée à un disque (33) muni de perçages horizontaux rayonnants (36) et logé dans un carter (34) relié à une source d'air de pulsation (38) et muni d'une tubulure (39) d'injection dans la canalisation distributrice (41). 9. Distributeur suivant l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que ledit arbre vertical entraîne à sa partie supérieure un répartiteur (16). 10. Distributeur suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérise en ce que La cuve (1,2) est munie d'une manche fluidisante noyee dans le produit et disposée verticalement (42) ou horizontalement en étant circulaire (43). 11. Distributeur suivant Lå revendication 1, caracterise en ce que ladite cuve est une cuve cylindrique (44) d'axe horizontal dans la partie inférieure de laquelle est disposé deux spires helicoidales de sens inverse (45,46).