Brevet FR2650260A1 — publié le 19910201

L'invention concerne un dispositif de dis tribution de produits solides sous forme divisee a débit réglé. Dans les centrales d'enrobage utilisées pour la production d'enrobes bitumineux pour revetement routier ou dans les centrales de fabrication de mélanges hydrauliques tels que des bétons, on utilise couramment des dispositifs de distribution a débit réglé ou doseurs permettant d'incorporer certains produits sous forme de grains, de poudres ou de fibres au mélange constituant le produit dont on assure la fabrication. De tels dispositifs doseurs sont constitués, de manière habituelle, par une trémie de chargemment et de stockage, un couloir d'extraction intégré a la trémie, une trappe de réglage d'ouverture de la sortie de la trémie, un convoyeur extracteur à vitessé variable et éventuellement un rouleau peseur et un dispositif de mesure de vitesse de la bande du convoyeur. Un tel dispositif est parfaitement satisfaisant dans le cas de produits ayant de bonnes caractéristiques d'écoulement et une composition homogêne se traduisant en particulier par une densité constante. En revanche, dans le cas de produits ayant une certaine tendance au colmatage et/ou une densité apparenté variable, les dispositifs doseurs connus de lvart antérieur présentent certains inconvénients. La trémie de chargement et de stockage présente la forme d'un tronc de pyramide renversé dont la section est décroissante dans la direction verticale et de haut en bas. La surface intérieure de cette trémie présente des angles vifs qui provoquent un ralentissement des matériaux pouvant aller jusqu'à l'arrêt complet de l'écoulement, dans le cas de produits ayant une certaine tendance au colmatage. On utilise différentes techniques ou dispositifs annexes, tels que des vibreurs couplés aux parois de la trémie, des revêtements anti-colmatants, des canons à air qui permettent, dans une certaine mesure, de limiter le ralentissement ou le blocage des produits circulant dans la trémie. Ces techniques ou dispositifs qui compliquent la réalisation du doseur ne permettent cependant pas de résoudre, dans tous les cas, de manière satisfaisante, les problèmes liés à l'écoulement des matériaux dans la trémie. De plus, la forme de la trémie provoque une certaine ségrégation des produits, pendant leur déplacement verticai vers le bas en direction du couloir d'extraction. Il en résulte des variations de densité des produits et, dans ce cas, pour obtenir un dosage satisfaisant c'est-à-dire un débit pondéral horaire constant du produit à la sortie du dispositif, il est nécessaire d'équiper celui-ci d'un rouleau peseur et d'un système de mesure de vitesse de la bande du convoyeur d'extraction. Afin d'éviter les fuites de produit dans la zone de jonction entre la partie de sortie inférieure de cette trémie et le couloir d'extraction, on adopte généralement une forme de construction dans laquelle le couloir d'extraction est pratiquement intégré à la trémie et constitue un prolongement de sa partie inférieure de sortie. La bande du convoyeur qui constitue la paroi inférieure du couloir d'extraction réalise la fermeture de la partie inférieure de la trémie dont les parois, sur trois côtés, sont en contact avec la surface supérieure de la bande du convoyeur. Cette disposition a tendance à perturber l'écoulement du produit, et dans le cas d'un produit ayant tendance au colmatage ét à la ségrégation en fonction de la densité, les inconvénients liés à la forme de la surface intérieure de la trémie décrits ci-dessus se trouvent encore accrus. La trappe associée à l'ouverture de sortie de la trémie a une position qui est réglable en hauteur, ce qui permet de régler l'épaisseur de la couche de matériaux transportée par le convoyeur à l'in térièur du couloir d'extràction. Ce réglage de la trappe d'ouverture permet de réaliser un certain ré grange de débit mais est tout-à-fait inopérant pour maintenir le débit pondéral à une valeur fixe, dans le cas de variations de densité du produit. Dans le cas d'un produit ayant de bonnes caractéristiques d'écoulement, la bande du convoyeur permet de, transporter et d'extraire le matériau avec un débit, proportionnel à la vitesse de la bande. Dans le cas d'un produit ayant de mauvaises caractéristiques d'écoulement ou dont la densité varie, le débit de matériaux extraits n'est plus proportionnel à la vitesse de' la bande dru convoyeur. Il est alors nécessaire de réguler ' la vitesse V de la bande du convoyeur en fonction du poids P de matériaux portés par cette bande et mesuré par un rouleau peseur, de manière que le produit P.V soit constant. Les dispositifs doseurs suivant l'art antérieur ont donc une structure, et un fonctionnement relativement complexes. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de distribution de produits solides sous forme divisée à débit réglé, comportant une trémie de stockage dont la partie inférieure de sortie communique avec un couloir d'extraction de forme parallélépipédique et un convoyeur continu ayant une surface de transport horizontale mobile constituant le fond inférieur du couloir d'extraction, ce dispositif ayant une structure et un fonctionnement simples et permettant d'obtenir un débit parfaitement réglé et parfaitement constant de matériaux, même dans le cas où les matériaux solides ont une certaine tendance au colmatage et à la ségrégation par densité. Dans ce but, la trémie présente une surface intérieure dépourvue d'angles vifs et une partie inférieure débouchant librement dans le couloir d'extraction à une certaine distance au-dessus de son fond mobile et le dispositif de distribution suivant l'invention comporte en outre un moyen de réglage du débit du produit sous forme divisée transporté par le convoyeur, constitué rar une structure montée articulée autour d'un axe horizontal sur le couloir d'extraction comportant au moins trois parois parallèles entre elles et espacées su-ivant la longueur du convoyeur, disposées sur toute la largeur du couloir et délimitant entre elles à une certaine distance audessus de la surface du convoyeur, au moins deux sas dans une zone du couloir d'extraction voisine de la partie inférieure de la sortie de la trémie. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux figures jointes en annexe, un dispositif de distribution suivant l'art antérieur et un dispositif de distribution suivant l'invention. La figure 1 est une vue schématique en élévation et en coupe partielle d'un dispositif suivant l'art antérieur. La figure 2 est une vue schématique en élé- vation et en coupe partielle d'un dispositif suivant l'invention. La figure 3 est une vue en perspective d'une forme de réalisation de la trémie suivant l'in- vention représentée sur la figure 2. Sur la figure 1, on voit un dispositif doseur suivant l'art antérieur désigné de manière générale par - le repère 1. Ce dispositif doseur comporte une trémie de chargement et de dosage 2 dans laquelle on introduit le produit solide sous forme divisée 3 dont on réalise la distribution à débit réglé grâce au dispositif 1. La trémie 2 présente la forme d'un tronc de pyramide renversé dont la section est décroissante dépuis la partie supérieure ouverte de la trémie par laquelle on introduit le produit 3 jusqu'à la partie inférieure 4 constituant la sortie de la trémie. La partie de sortie 4 de la trémie est prolongée par un couloir d'extraction 5 de forme paral lélépipédique intégré à la trémie 2 et comportant des parois solidaires des parois de la trémie 2 à leur partie inférieure. Le fond inférieur du couloir d'extraction 5 est constitué par la bande mobile 6 d'un convoyeur à bande 7 assurant le transport du produit 3 dans le sens de la flèche 8, depuis la sortie 4 de la trémie 2 jusqu'à la sortie 9 du couloir d'extraction 5. Trois des quatre parois latérales de la trémie 2 sont prolongées jusqu'à la surface supérieure de la bande 6 du convoyeur, pour assurer l'étanchéité du dispositif doseur et éviter des fuites du produit 3 à la base de la trémie 2. Une trappe d'ouverture 10 disposée dans la partie d'entrée du couloir d'extraction 5 permet de régler la hauteur H de la veine de produits 3 prove- nant de la partie de sortie 4 de la trémie 2 et transportés par le convoyeur 7. Dans le cas de produits ayant de bonnes caractéristiques d'écoulement et ne présentant pas de tendance à la ségrégation par densité dans la trémie 2, le réglage de la hauteur H à une valeur déterminée permet de régler le débit volumétrique et pondéral des matériaux 3 extraits par le convoyeur 7, au niveau de l'ouverture 9 du couloir . La surface intérieure de la trémie 2 présente, au niveau des arètes 12 du tronc de pyramide, des angles vifs qui constituent des zones de ralentissement et de blocage du produit 3. Dans le cas d'un produit 3 ayant tendance au colmatage, cette forme à angles vifs de la surface intérieure de la trémie 2 peut provoquer des ralentïssements ou des blocages se traduisant par un débit discontinu de produits 3 à la sortie du couloir d'extraction 5. En outre. à l'intérieur de la trémie, le produit solide divisé 3 dont l'écoulement-est ralenti a tendance à subir une ségrégation par densité qui se traduit par un manque d'homogénéité du produit 3 se présentant à la sortie 4 de la trémie. Même dans le cas où le débit volumétrique du produit 3 peut être maintenu à une valeur sensiblement constante, le débit pondéral de ce produit connaît des variations qui peuvent être importantes. Il est nécessaire d'associer au convoyeur à bande 7, un rouleau peseur 13 permettant de déterminer à chaque instant le poids P de matériaux solides 3 portés par la bande 6 du convoyeur. Un capteur de vitesse 14 permet d'autre part de déterminer la vitesse V du convoyeur 7, des signaux représenta' tifs des valeurs P et V étant transmis à un module de traitement 15 associé à un régulateur 16 d'un moteur 18 à vitesse variable assurant l'entraînement du convoyeur 7. La vitesse V du convoyeur est réglée à une valeur telle que le produit P.V calculé au niveau du module de traitement 15 se maintienne à une valeur constante correspondant à un débit pondéral de matériaux prédéterminé. Un dispositif suivant l'art antérieur tel que représenté sur la figure 1 présente donc des in convénients et une certaine complexité quant à sa structure et à son fonctionnement. Sur la figure 2, on a représenté un dispositif doseur suivant l'invention désigné de manière générale par le repère 20. Ce dispositif doseur comporte une trémie 21 dont la section est décroissante depuis son extrémité supérieure ouverte par laquelle on introduit le produit solide divisé 23 jusqu'à sa partie inférieure de sortie 24. Sur la figure 3, on à représenté en perspective un mode de réalisation préférentiel de la trémie 21. Dans ce mode de réalisation préférentiel, la trémie 21 présente la forme générale d'un tronc de pyramide renverse présentant des angles arrondis 26, sur chacune de ses sections transversales, sur toute sa hauteur. La surface intérieure de la trémie 21 présente ainsi des surfaces planes 21a reliées entre elles par des surfaces courbes concaves 21b en forme de gouttières facilitant l'écoulement du produit sous forme divisée 23 lors de sa-descente dans la trémie 21. On évite ainsi tout risque de colmatage et de ségrégation par densité du produit à l'intérieur de la trémie. Il est bien évident que d'autres formes géométriques sont concevables pour la trémie 21, dans la mesure où la surface intérieure de cette trémie 21 ne présente pas d'arêtes ou d'angles vifs provoquant un ralentissement ou un blocage du produit solide divisé. On peut par exemple utiliser une trémie 21 de forme tronconique. Comme il est visible sur la figure 2, le dispositif de distribution 20 comporte un couloir d'extraction 25 de forme parallélépipédique, allongé comportant deux parois latérales longitudinales et une paroi d'extrémité verticale 25b. Le couloir d'extraction 25 comporte de plus un fond 27 constitué par la bande mobile d'un convoyeur à bande 28 se déplaçant dans le sens de la flèche 29. La partie inférieure 24 de la trémie 21 pé nètre par le dessus dans le couloir d'extraction 25. Le couloir 25, dans le cas du dispositif suivant l'invention, n'est pas intégré à la trémie -21, ses parois étant distinctes des parois de la tremie 21, dans la zone d'extraction 31 du dispositif 20. Dans cette zone du couloir 25, la partie inférieure 24 de la trémie 21 pénètre librement dans le volume intérieur du couloir 25. L'extrémité inférieure des parois de la trémie 21 est disposée à une distance relativement importante au-dessus du fond du couloir 25 constitué par la bande mobile 27. Cette distance se parant l'extrémité infé- rieure de sortie 24 de la trémie de la bande du convoyeur est un peu inférieure à'la hauteur totale du couloir 25 et permet d'assurer un déversement et un écoulement du produit 23 dans le couloir 25 sans ralentissement ni blocage. Le produit 23 se déverse librement dans le couloir et sur la bande du convoyeur pour constituer une réserve de matériaux 23a sous la forme d'un tas dont la pente dépend de la nature du matériau 23. La zone du couloir 25 située à la suite de la sortie 24 de la trémie 21 dans le sens d'avancement 29 constitue une zone de conditionnement 33 du produit 23. Dans cette zone de conditionnement 33 est placé un dispositif 34 de réglage du débit de matériau 23 extrait par le convoyeur 28. Le dispositif 34 est constitué par une structure en forme de ratelier en tôle métallique reliée de manière articulée autour d'un axe horizontal 35 aux parois du couloir 25. L'axe 35 est monté réglable en hauteur sur le couloir 25 afin de régler la hauteur H du matériau 23. La structure 34 comporte deux parois latérales de support fixées à l'une de leurs extrémités sur l'axe d'articulation 35 Les parois latérales de direction longitudinale sont solidaires de cinq parois transversales 37 parallèles entre elles et présentant sensiblement la même hauteur. Les parois 37 sont fixées entre les parois latérales à la manière d'entretoises et sont régulièrement espacées suivant la direction longitudinale. Deux parois successives quelconques 37 délimitent entre elles un espace 38 de forme parallélépipédique occupant sensiblement toute la largeur du couloir 25 et constituant un sas dont la fonction sera décrite ci-dessous. Les cinq parois 37 représentées sur la figure 2 délimitent ainsi quatre sas successifs 38 disposés l'un à la suite de l'autre suivant la longueur de la zone de conditionnement 33 du couloir 25. Dans sa position de service représentée sur la figure 2, le dispositif 34 est légèrement incliné de haut en bas dans le sens d'avancement 29. Le dispositif 34 qui est très légèrement incliné ers le haut d'un angle a, qui peut être réglé en fonction des caractéristiques du produit solide divisé 23 dont on effectue la distribution, facilite l'introduction du produit 23 dans la zone de conditionnement 33. Le règlage de l'angle a peuvent être effectué grace à une butée réglable associée à l'axe d'articulation 35. A la suite de la zone de conditionnement 33, dans le sens de circulation 29 du convoyeur 28, le couloir d'extraction 25 constitue une zone de transport 39 débouchant dans une ouverture de sortie 40 du produit 23 prévue dans une paroi d'extrémité 25c du couloir 25. Le produit 23 déversé sur la brande 27 du convoyeur 28 constituant le tas 23a est entraîné dans le sens de la flèche 29 de manière que la partie supérieure du tas 23a vienne buter contre la première paroi transversale 37 du dispositif de réglage 34. Il se produit un premier réglage de hauteur de la veine de matériau ainsi qu'un certain tassement du matériau 23. Une certaine quantité de matériaux passe sous la première paroi 37 pour venir buter contre la seconde paroi 37 et remplir une partie du premier sas 38. I1 se produit ainsi un certain réglage de la hauteur de la veine de matériau et un certain tassement et une certaine homogénéisation en densité du produit 23 à l'intérieur du premier sas. Par passage du matériau dans les sas successifs 38, il se produit un conditionnement de ce produit de manière que le produit ait une densité apparente constante à la sortie du dispositif de réglage 34 en forme de ratelier. Sur la figure 2, on a représenté un dispositif 34 comportant quatre sas successifs permettant de réaliser une homogénéisation et un réglage de densité du produit 23 d'une grande efficacité. De manière générale, plus le produit 23 est difficile à stabiliser et à homogénéiser en densité et plus le nombre de sas utilisé sera important. Il sera donc possible d'utiliser un nombre de sas supérieur ou inférieur à quatre, le nombre minimal de sas successifs devant être utilisés pour obtenir un rendement efficace - du ratelier devrait être toutefois au moins égal à deux. A la sortie du dispositif de réglage 34, dans la zone 39 du couloir 25, la veine de matériau 23 présente une hauteur H parfaitement constante au cours du temps et une densité apparente également constante. Le débit pondéral du matériau sortant du dispositif doseur par l'ouverture 40 est donc parfaitement constant. Néanmoins, dans le cas où le matériau 23 est susceptible de renfermer- une certaine quantité d'eau qui peut être variable, il peut être nécessaire d'effectuer certaines corrections pour obtenir un débit ponderal constant en matière sèche, quelle que soit la teneur en eau du produit solide sous forme divisée. Pour effectuer cette correction, on utilise un rouleau peseur 42 placé sous la bande 27 du convoyeur 28, de manière à effectuer une correction de la vitesse du convoyeur, en fonction de la mesure effectuée par le rouleau peseur 42, cette mesure dépendant de la teneur en eau du produit 23. On utilise un capteur de vitesse 41 et une chaîne de régulation d'un moteur à vitesse variable entraînant le convoyeur, comme dans le mode de réalisation suivant l'art antérieur représenté sur la figure 1. Les principaux avantages du dispositif suivant l'invention sont de permettre un écoulement régulier du produit solide sous forme divisée, sans risque de colmatage, et sans ségrégation par densité du produit solide. On évite ainsi toute rupture d'écoulement du produit solide sous forme divisée à la sortie du doseur. Dans le cas où ce produit est un additif ajouté à des enrobés tels que des enrobés bitumineux pour revêtement routier, on obtient ainsi une qualité constante des enrobés produits dont la composition ne subit pas de variation au cours du temps. Dans le cas des enrobés bitumineux, les additifs peuvent être constitués par exemple par des resines plastiques, du chlorure de polyvinyl, des fibres de cellulose ou d'autres additifs permettant de faire varier les propriétés chimiques ou mécaniques du revêtement ou sa coloration. Dans la mesure où l'écoulement à la sortie de la trémie d'approvisionnement et de stockage est régulier, le produit solide arrive dans la zone d'ex traction du couloir située à la base de la trémie avec une densité sensiblement constante. Du fait que le couloir d'extraction n'est pas intégré à la trémie qui débouche librement dans son volume interne, il ne se produit pas de tassement dans la zone d:extraction du couloir. En particulier, la densité du produit se trouvant dans la zone d'extraction du couloir est pratiquement indépendante de la quantité de matériau contenue dans la trémie, ce qui n'est pas le cas dans les dispositifs suivant l'art antérieur où la hauteur de produits stockés dans la trémie exerce une action de tassement variable sur le produit contenu dans la zone d'extraction du couloir. Le dispositif de réglage de la densité et du débit du produit permet d'obtenir très facilement un débit déterminé, par réglage de la hauteur H de la veine de matériau dont la densité apparente reste constante au cours du temps. En outre, le dispositif de réglage de densité suivant l'invention permet d'obtenir une densité parfaitement déterminée et réglable du produit constituant la veine de matériau transporté par le convoyeur, quelles que soient les caractéristiques de stabilité du produit de départ. En effet, en augmentant le nombre de sas de densification du dispositif de réglage, on augmente son efficacité, ce qui permet de l'adapter au cas de produits difficiles à stabiliser. Enfin, le dispositif suivant l'invention peut présenter en outre des dis-ositifs de pesée et de réglage de la vitesse du convoyeur permettant de réaliser certaines corrections de débit, par exemple en fonction de la teneur en humidité du matériau. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit. C'est ainsi que la trémie peut présenter non seulement la forme d'un tronc de pyramide renversé à angles arrondis ou la forme d'un tronc de cône à section circulaire, mais encore la forme d'un tronc de cône à section elliptique ou toute autre forme géométrique se traduisant par une absence d'angles vifs sur la surface intérieure de la trémie. Le dispositif de réglage de densité et de débit pondéral peut avoir un nombre de sas quelconque, en fonction des caractéristiques du produit sosolide dont on effectue le dosage. Ce dispositif peut avoir une forme légèrement différente de la forme en ratelier qui a été décrite et représentée et son angle d'inclinaison initial a peut être réglé à une valeur quelconque. L'invention s'applique au dosage de tout matériau solide sous forme de particules, que ces particules soient des grains, de la poudre, des fibres ou présentent toute autre forme plus ou moins régulière. Ces matériaux peuvent être constitués par des produits minéraux ou organiques. REVENDI CAT IONS 1.- Dispositif de distribution de produits solides (23) sous forme divisée à débit réglé, comportant une trémie de stockage (21) ayant une section décroissante du haut vers le bas et dont la partie inférieure (24) communique avec un couloir d'extraction (25) de forme parallélépipédique et un convoyeur continu (28) ayant une surface de transport horizontale mobile (27) constituant le fond inférieur du couloir d'extraction, caractérisé par le fait que la trémie (21) présente une surface intérieure dépourvue d'angles vifs et une partie inférieure de sortie (24) débouchant librement dans le couloir d'extraction (25) à une certaine distance au-dessus du fond mobile (27) et qu'il comporte en outre un dispositif de réglage (34) de la densité et du débit du produit (23) sous forme divisée transporté par le convoyeur (28) constitué par une structure montée articulée autour d'un axe horizontal (35) sur le couloir d'extraction (25) comportant au moins trois parois (37) parallèles entre elles et espacées suivant la longueur du couloir d'extraction (25), disposées sur toute la largeur du couloir (25) et délimitant entre elles, à une certaine distance au dessus de la surface du convoyeur (28), au moins deux sas (38), dans une zone (33) du couloir d'extraction (25) voisine de la partie inférieure de sortie (24) de la trémie (21). 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la trémie (21) a la forme d'un tronc de pyramide ayant des sections transversales dont les angles (26) sont arrondis. 3.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la trémie (21) présente la forme d'un tronc de cône. 4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que la partie inférieure (24) de la trémie (21) est engagée par le dessus dans la partie supérieure ouverte du couloir d'extraction (25). 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le moyen de réglage de densité et de débit (34) comporte deux parois latérales fixées à l'une de leurs extrémités sur un axe (35) horizontal articulé sur au moins une paroi du couloir (25), entre lesquelles sont fixées, transversalement, à des distances régu- lières suivant leur longueur, une pluralité de parois parallèles (37 délimitant des sas (38). 6.- dispositif suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que la position de l'axe d'articulation (35) est réglable en hauteur. 7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que le moyen de réglage de densité et-de débit (34) comporte cinq parois parallèles (37) délimitant quatre sas successifs (38). 8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que le moyen de réglage (34) est incliné vers le haut, dans le sens (29) de circulation du convoyeur (28) d'un angle a par rapport à l'horizontale. 9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1- à 8, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus un rouleau peseur (42) disposé sous la surface de transport (27) du convoyeur (28) pour effectuer la pesée du produit solide (23) déposé sur la surface mobile (27) et un ensemble de réglage de vitesse (41) du convoyeur (28) en fonction du résultat de la pesée par le rouleau peseur (42).