Brevet FR2668949A1 — publié le 19920515

La présente invention concerne un dispositif d'injection de granules dans un courant de fluide à débit assez élevé et son application à la distribution de granulés à des animaux aquatiques, notamment, de poissons dans des bassins de pisciculture. Le développement actuel de l'aquaculture passe par l'automatisation des processus d'élevage et, parmi ceux-ci, de la distribution des aliments aux animaux. En général, dans les installations piscicoles industrielles existantes, ces aliments consistent en des granulés dont la distribution est faite manuellement. Une telle distribution entraîne des coûts de main d'oeuvre élevés. Par ailleurs, afin d'être sûre qu'elle a distribué des aliments en quantité suffisante, la personne responsable de l'alimentation des animaux prévoit des doses surévaluées. D'où, d'une part, un coût majoré et, d'autre part, une pollution de l'eau qui est engendrée par les fientes des poissons. L'automatisation du processus de distribution pose un certain nombre de problèmes liés principalement au mode de transport des granulés jusqu'aux bassins où sont les animaux. Divers supports de transport peuvent être utilisés, mais, celui qui s'accomode le mieux avec des tailles et des natures de granulés très différentes, est l'eau. Etant donnés la fréquence importante des repas et le nombre d'animaux à nourrir, la distribution doit s'effectuer rapidement. L'eau, support pour le transport des granulés, doit donc circuler avec un débit relativement élevé. Par ailleurs, l'étendue des installations de pisciculture entraîne l'utilisation de canalisations de grande longueur. Si les diamètres de ces canalisations ne sont pas assez grands, on peut avoir trop de pertes de charge. Un grand diamètre de canalisation implique un grand débit. Le problème technique qui se pose alors est celui de l'injection des granulés dans cette eau. On a par exemple tenté de mélanger, dans un premier temps, les granulés à l'eau de transport et d'accélérer, dans un second temps, le mélange pour avoir les débits requis. On a utilisé à cette fin des pompes à roue ouverte ou à turbine ouverte qui permettent d'atteindre les valeurs de débit souhaitées. Mais celles-ci présentent les inconvénients, d'une part, de détériorer ou de désagréger les granulés, les rendant ainsi inopérants en tant qu'aliment et, d'autre part, d'avoir un mauvais rendement. L'injection des granulés pourrait se faire directement en aval d'une pompe de type classique. Cette solution n'est en fait guère envisageable à cause des pertes en eau quelle engendrerait. On a donc été amené à concevoir un dispositif spécial qui permet l'injection de granules dans un fluide à haut débit. Ce débit est créé par une pompe de type classique et l'injection est faite en aval de ladite pompe. Un tel dispositif comprend un barillet cylindrique monté entre deux flasques et pouvant être entraîné en rotation par un moteur, le barillet étant percé de part en part d'une pluralité de trous cylindriques d'axes parallèles à l'axe principal du cylindre du barillet et régulièrement répartis le long d'un cercle concentrique à la base du cylindre dudit barillet, chacun des flasques comportant un trou de sensiblement même diamètre que celui des trous du barillet et dont le centre est sur le même cercle, le trou du flasque inférieur ayant même axe que le trou du flasque supérieur, le flasque supérieur comportant en outre une lumière qui peut colncider avec les trous du barillet, le trou du flasque supérieur et le trou du flasque inférieur recevant respectivement des canalisations d'amenée et de sortie du fluide et la lumière recevant une canalisation d'amenée des granules. Selon une autre caractéristique de l'invention, chacun des flasques comporte un second trou de même diamètre et sur le même cercle que le premier trou, lesdits trous ayant même axe et recevant respectivement des reniflards dont les sorties sont à l'air libre, lesdits trous se trouvant à la suite des trous d'amenée et de sortie d'eau lorsqu'on se déplace dans le sens de rotation du barillet. Selon une autre caractéristique de l'invention, la lumière est en arc de cercle de même rayon moyen que celui du cercle qui porte les centres des trous du barillet, sa largeur étant sensiblement égale au diamètre desdits trous et sa longueur correspondant à la longueur de plusieurs trous du barillet et du même nombre d'espaces entre ces trous. Selon une autre caractéristique de l'invention, le flasque inférieur est pourvu d'une grille qui coincide avec la lumière du flasque supérieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif d'injection est équipé d'un dispositif d'alimentation qui comporte une première trémie dont la sortie donne à l'entrée d'une seconde trémie et à l'intérieur de celle-ci, la sortie de la seconde trémie étant reliée à l'entrée des granules du dispositif d'injection, un plateau circulaire entraîné en rotation par un moteur étant prévu dans la partie supérieure de la seconde trémie au-dessous de la sortie de la première trémie à une distance de l'ordre de la dimension totale de quelques granules. L'invention concerne également une utilisation possible du dispositif d'injection décrit ci-dessus. Elle concerne en effet une installation de pisciculture comportant une pluralité de bassins remplis d'eau où croissent les animaux aquatiques et des moyens pour distribuer des aliments sous forme de granulés auxdits animaux. Selon une caractéristique, elle comporte en outre une canalisation principale qui se subdivise en plusieurs canalisations de distribution respectivement prévues pour servir lesdits bassins, la canalisation principale étant branchée à la sortie d'une pompe prévue pour fournir de l'eau sous un débit élevé, l'entrée d'une canalisation de dérivation sur laquelle se trouve une seconde pompe et un dispositif d'injection de granulés étant branchée sur la canalisation principale et sa sortie étant branchée sur ladite canalisation principale en aval de son entrée. Selon une autre caractéristique de l'invention, sur la canalisation de distribution qui longe un bassin, sont prévues, régulièrement espacées le long de cette canalisation, des sorties qui débouchent hors de l'eau du bassin et au-dessus de celui-ci. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque sortie est constituée d'un trou radial percée dans la canalisation de distribution du bassin correspondant, d'une bague montée sur la circonférence -de ladite canalisation, la bague étant percée d'un trou radial en communication avec le trou de ladite canalisation et d'où part un tuyau coudé à 900 dont la sortie est tournée vers le haut, et d'une planche de dispersion montée sur un bossage de la bague, la planche étant inclinée vers ladite canalisation par rapport à l'horizontale. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique d'un dispositif d'injection selon l'invention équipé de son dispositif d'alimentation, les Figs. 2a et 2b sont des vues de dessus d'un dispositif d'injection selon l'invention, son barillet ayant deux positions différentes, la Fig. 3 est une vue schématique d'une installation de pisciculture selon l'invention, et la Fig. 5 est une vue en coupe d'une sortie servant un bassin d'une installation selon l'invention. Le dispositif d'injection 1 représenté à la Fig. 1 est équipé d'un dispositif d'alimentation 2 prévu pour fournir des granules au dispositif d'injection 1. Le dispositif d'injection 1 est composé d'un barillet cylindrique 3 monté rotatif entre deux flasques 4 et 5. Entre chaque flasque 4 ou 5 et le barillet 3, est prévue une pièce anti-friction plane 6 qui R est, par exemple, en téflon . Le barillet 3 est monté sur l'arbre 7 d'un moteur 8 qui est fixé sur la face externe du flasque inférieur 4. Les Fig. 2a et 2b montrent le dispositif d'injection vu de dessus. On y voit, en particulier, le flasque supérieur 5 et le barillet 3. Ce dernier est percé de part en part d'une pluralité de trous cylindriques 9 d'axes parallèles à l'axe principal du cylindre 3 et répartis régulièrement le long d'un cercle 10 concentrique à la base du cylindrique 3. Le nombre de trous 9 est de neuf, mais il pourrait être différent, supérieur ou inférieur. Le flasque supérieur 5 est pourvu d'une lumière 11 en arc de cercle de même rayon moyen que celui du cercle 10 qui porte les centres des trous 9 du barillet 3. La largeur de la lumière 11 est sensiblement égale au diamètre des trous 9. Les extrémités de la lumière 11 sont en demi-cercle et sa longueur correspond à la longueur de plusieurs trous 9 et du même nombre d'espaces entre les trous 9. Ce nombre est ici de trois, mais il pourrait être différent. Le flasque supérieur 5 est encore pourvu d'un premier trou 12 et d'un second trou 13 qui peuvent coïncider avec les trous 9 du barillet 3. Leurs centres sont sur le cercle 10 et ils ont même diamètre que les trous 9. Le flasque inférieur 4 est semblable au flasque supérieur 5. I1 est percé de deux trous 12 et 13 dont les axes se superposent aux trous 12 et 13 du flasque supérieur 5 et comporte, à la place de la lumière 11, une grille (non représentée). L'extrémité d'une canalisation 14 d'amenée des granules est branchée sur le flasque supérieur 5 et débouche au-dessus de la lumière 11. Les trous 12 du flasque inférieur 4 et du flasque supérieur 5 sont respectivement en communication avec une canalisation d'amenée 15 et une canalisation de sortie 16 d'un fluide à relativement haut débit. Sur les trous 13 du flasque supérieur 5 et du flasque inférieur 4, sont respectivement branchés des reniflards 17 et 18 dont les sorties sont à l'air libre. Le dispositif d'injection 1 est contenu dans une cuve 49 de récupération de l'eau issue des fuites du dispositif d'injection 1 et, en particulier comme on le verra ci-dessous, du reniflard inférieur 18. L'eau de la cuve 19 est évacuée par un tuyau 20. Le dispositif d'injection 1 de la Fig. 1 est équipé d'un dispositif d'alimentation en granules 2 qui est constitué d'une première trémie 21 montée sur une structure 22 à quatre pieds (deux seulement sont visibles). Ceux-ci reposent sur des jauges de contraintes 22. La sortie de la première trémie 21 donne sur l'entrée d'une seconde trémie 23, à l'intérieur de celle-ci. La sortie de la seconde trémie 23 est reliée à la canalisation 14 d'amenée des granules au dispositif d'injection 1. Un plateau circulaire 24 rotatif est prévu dans la partie supérieure de la seconde trémie 23 juste en dessous de la sortie de la première trémie 21. I1 est relié à l'extrémité libre d'un arbre 25 d'un moteur 26 monté sur la structure 22 de la première trémie 21. Le fonctionnement du dispositif d'injection 1 est le suivant. Une certaine quantité de granules est stockée dans la première trémie 21 et est pesée à l'aide des jauges de contrainte 22. Les jauges 22 donnent des signaux de sortie qui peuvent être utilisés par un ordinateur ou par tout autre machine de commande automatique pour alimenter la première trémie 21, en continu ou pas, et ce de manière contrôlée. Le plateau 24, entraîné par le moteur 26, tourne et, sous l'effet de la force centrifuge, les granules qu'il porte sont projetés contre les flancs de la seconde trémie 23, et ceci en un débit contrôlé qui dépend essentiellement de la vitesse de rotation du plateau 24. Les trous 9 du barillet 3 forment avec le flasque inférieur 4 des alvéoles qui se remplissent de granules lorsqu'elles passent devant la lumière Il et se vident sous l'effet d'entraînement de l'eau qui entre par le trou 12 du flasque supérieur 5 et sort par le trou 12 du flasque inférieur 4. Sur les Figs. 2a et 2b, le courant d'eau descendant est représenté par un rond dans lequel est inscrit une croix. On remarquera que les alvéoles se remplissent par trois. La grille du flasque inférieur 4 sert à casser la pression dans les alvéoles 9 qui se remplissent en granules. Juste après avoir été vidé de leurs granules, les alvéoles 9 telles que celle qui est représentée en 28 sur la Fig. 2a, se remplissent d'eau. Cette eau est ensuite vidée, par simple gravité, par le trou 13 et le reniflard inférieur 18, le reniflard supérieur 17 réalisant seulement une mise à l'air de l'alvéole 9. Notons que cela fonctionne à condition que les trous 13 soient à la suite des trous 12 lorsqu'on se déplace dans le sens de rotation du barillet (flèche A). Sur les Figs. 2a et 2b, on a représenté, à deux moments donnés différents, les alvéoles 9 remplies de granules par des petits points et celles soumises au courant d'eau par des tirets. La Fig. 2a met en évidence la longueur de la lumière 11 alors que la Fig. 2b montre plus particulièrement une alvéole 9 soumise au flux d'eau. On remarquera que les alvéoles 28 après passage devant le trou 12 contiennent de l'eau. On notera que le nombre de trous 9 dans le barillet 3, leur diamètre et la dimension de l'espace entre eux, ainsi que la dimension de la lumière 11 et les positions relatives des trous 12 et 13 et de la lumière 11 doivent être tels qu'un trou 9 du barillet 3 ne puisse pas faire entrer en communication les trous 12 et 13, ou un trou 12 ou 13 et la lumière 11. Le barillet 3 tourne de manière continue et le débit de granules injectés dans l'eau est sensiblement constant. Ce débit dépend principalement de la capacité des alvéoles 9 du barillet 3, et donc du diamètres des trous 9 et de leur nombre, ainsi que de la vitesse de rotation du barillet 3. On a réalisé un tel dispositif d'injection 1 équipé de son dispositif d'alimentation 2 pour des granules qui présentaient une dimension moyenne comprise entre 1 et 10 mm. Le plateau 24 avait un diamètre d'environ 30 cm et tournait à une vitesse de 30 à 50 tr/mn. La distance qui séparait la sortie de la première trémie 21 et le plateau 24 était d'environ 10 mm. Le barillet 3 tournait à environ 50 tr/mn et comportait 9 trous de 60 mm de diamètre. Le débit d'eau 3 était d'environ 2 m /h. On a pu, avec un tel dispositif, injecter 20 kg de granules par minute. Bien sûr ces chiffres ne sont donnés qu'à titre indicatif et peuvent varier d'une réalisation à une autre selon le type d'installation sur laquelle il est monté. Une installation de pisciculture selon l'invention comprend une pluralité de bassins 30 remplis d'eau où croissent des animaux aquatiques, tels que, par exemple, des poissons et des moyens pour distribuer des aliments sous forme de granulés audits animaux. Un seul de ces bassins 30 est représenté pour la clarté de la Fig. 3. Ces moyens comprennent également un dispositif d'injection 31 équipé de son dispositif d'alimentation et tel que celui qui est représenté aux Figs. 1, 2a et 2b. Des silos 33 sont prévus pour pouvoir déverser les granulés qu'ils contiennent dans la première trémie 21 du dispositif d'alimentation. La sortie d'une pompe 34 prévue pour fournir de l'eau sous un débit élevé est branchée sur une canalisation principale 35 dont une extrémité se divise en une première canalisation 36 de distribution à un premier groupe de bassins 30 (un seul est représenté) et une seconde canalisation 37 de distribution à un second groupe de bassins (non représentés). La canalisation 36 est aussi subdivisée pour alimenter des bassins 30 différents en une canalisation 38 et une canalisation 39. Les canalisations 35 à 39 forment un réseau de canalisations en étoile. Sur la canalisation principale 35, est branchée l'entrée d'une canalisation de dérivation 40 sur laquelle on trouve une seconde pompe 41 et le dispositif d'injection reliés ensemble par l'intermédiaire de la canalisation 15. La canalisation 16 en sortie du dispositif d'injection 31 forme la sortie de la canalisation de dérivation 40 et est branchée, en aval de son entrée, sur la canalisation principale 35. La pompe 41 récupère l'eau issue de la cuve 19 par le tuyau 20 et la réinjecte par le tuyau 15. Sur la canalisation de distribution 39 qui longe un bassin 30, sont prévues, régulièrement espacées le long de cette canalisation 39, des sorties 42 qui débouchent hors de l'eau contenue dans le bassin et au-dessus de celui-ci. La section totale de l'ensemble des sorties 42 est inférieure à la section de la canalisation 39, ceci afin que les sorties 42 puissent recevoir toute l'eau sous la même pression. Les sorties 42 sont représentées en coupe à la Fig. 4. La canalisation 39 est percée d'un trou radial 43 et reçoit, sur sa circonférence, une bague 44 percée d'un trou radial 45 de diamètre inférieur au trou 43 de la canalisation 39. Du trou 45, part un tuyau 46 coudé à 900 de sensiblement même diamètre et dont la sortie est vers le haut. Sur un bossage 47 de la bague 44, est montée une planche de dispersion 48 qui est inclinée par rapport à l'horizontale et vers la canalisation 39 d'un angle compris entre une dizaine de degrés et 450 selon la largeur du bassin 30. Pour utiliser l'installation de l'invention et distribuer des aliments en granulés aux animaux dans les bassins 30, on met, dans un premier temps, la première pompe 34 en route. Elle fournit alors un débit d'eau assez élevé dans la canalisation principale 35 (environ 30 3 à 60 m /h). Cette première opération permet de stabiliser les pressions d'eau dans les différentes parties de l'installation. Pendant ce temps, on introduit, dans le dispositif d'alimentation 2, tout en la mesurant, la quantité de granulés nécessaire. Celle-ci dépend de la température de l'eau dans les bassins 30 et de la masse de poissons dans lesdits bassins 30. Ces données peuvent être introduites dans un ordinateur qui peut commander, de manière contrôlée, l'introduction des granulés dans la première trémie 21. Le dispositif d'injection 31 est, dans un second temps, mis en route en même temps que la seconde pompe 41. Les granulés injectés dans l'eau au moyen du barillet 3 sont d'abord portés par l'eau dans la canalisation 16 comme il a déjà été expliqué, puis par 1 'eau dans la canalisation principale 35, et sont enfin conduits, toujours portés par l'eau, vers les sorties 42 d'où ils sont projetés à la surface des bassins 30. La planche 48 de chaque sortie 42 assure une dispersion de l'eau chargée des granulés de manière homogène sur chaque bassin 30. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'injection de granules dans un fluide ayant un débit relativement élevé, caractérisé en ce qu'il comprend un barillet cylindrique (3) monté entre deux flasques (4 et 5) et pouvant être entraîné en rotation par un moteur (8), le barillet (3) étant percé de part en part d'une pluralité de trous cylindriques (9) d'axes parallèles à l'axe principal du cylindre du barillet (3) et régulièrement répartis le long d'un cercle (10) concentrique à la base dudit cylindre (3), chacun des flasques (4, 5) comportant un trou (12) de sensiblement même diamètre que celui des trous (9) du barillet (3) et dont le centre est sur le même cercle (10), le trou (12) du flasque inférieur (4) ayant même axe que le trou (12) du flasque supérieur (5), le flasque supérieur (5) comportant en outre une lumière (11) qui peut coincider avec les trous (9) du barillet (3), le trou (12) du flasque supérieur (5) et le trou (12) du flasque inférieur (4) recevant respectivement des canalisations d'amenée (15) et de sortie (16)- du fluide et la lumière (11) recevant une canalisation d'amenée des granules (14). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des flasques (4, 5) comporte un second trou (13) de même diamètre et sur le même cercle (10) que le premier trou (12), les trous (13) des flasques (4 et 5) ayant même axe et recevant respectivement des reniflards (17 et 18) dont les sorties sont à l'air libre, lesdits trous (13) se trouvant à la suite des trous (12) d'amenée et de sortie d'eau lorsqu'on se déplace dans le sens de rotation du barillet (3). 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la lumière (11) est en arc de cercle de même rayon moyen que celui du cercle (10) qui porte les centres des trous (9) du barillet (3), sa largeur étant sensiblement égale au diamètre desdits trous (9) et sa longueur correspondant à la longueur de plusieurs trous (9) du barillet (3) et du même nombre d'espaces entre ces trous (9). 4) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flasque inférieur (4) est pourvu d'une grille qui colncide avec la lumière (11) du flasque supérieur (5). 5) Dispositif selon une des revendications précédentes, caracté risé en ce qu'il est équipé d'un dispositif d'alimentation (2) qui comporte une première trémie (21) dont la sortie donne à l'entrée d'une seconde trémie (23) et à l'intérieur de celle-ci, la sortie de la seconde trémie (23) étant reliée à l'entrée des granules du dispositif d'injection (1), un plateau circulaire (24) entraîné en rotation par un moteur (27) étant prévu dans la partie supérieure de la seconde trémie (23) au-dessous de la sortie de la première trémie (21) à une distance de cette sortie de l'ordre de la dimension totale de quelques granules. 6) Installation de pisciculture comportant une pluralité de bassins (30) remplis d'eau où croissent des animaux aquatiques et des moyens pour distribuer des aliments sous forme de granulés auxdits animaux, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent en outre une canalisation principale (35) qui se subdivise en plusieurs canalisations de distribution (39) respectivement prévues pour servir lesdits bassins (30), la canalisation principale (35) étant branchée à la sortie d'une première pompe (34) prévue pour fournir de l'eau sous un débit élevé, l'entrée d'une canalisation de dérivation (40) sur laquelle se trouve une seconde pompe (41) et un dispositif d'injection de granulés (31) étant branchée sur la canalisation principale (35) et sa sortie étant branchée sur ladite canalisation (35) en aval de son entrée, le dispositif d'injection (31) étant un dispositif selon une des revendications 1 à 5. 7) Installation selon la revendication 6, caractérisée ce que sur la canalisation de distribution (39) qui longe un bassin (30), sont prévues, régulièrement espacées le long de cette canalisation (39), des sorties (42) qui débouchent hors de l'eau contenue dans le bassin (30) et au-dessus de celui-ci. 8) Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que chaque sortie (42) est constituée d'un trou radial (43) percé dans la canalisation de distribution (39), d'une bague (44) montée sur la circonférence de ladite canalisation (39), la bague (44) étant percée d'un trou radial (45) en communication avec le trou (43) de ladite canalisation (39) et d'où part un tuyau (46) coudé à 90 dont la sortie est tournée vers le haut, et d'une planche de dispersion (48) montée sur un bossage (47) de la bague (44), la planche (48) étant inclinée vers ladite canalisation (39) et par rapport à l'horizontale.