Brevet FR2675397A1 — publié le 19921023

i L'invention concerne un silo mélangeur constitué d'un réservoir de silo à fond conique se terminant dans une sortie centrale de réservoir. Un silo mélangeur de ce type peut se présenter aussi bien sous la forme d'un mélangeur fonctionnant purement par gravité, que sous la forme d'un mélangeur à recirculation Pour les deux types de construction, il existe dans l'état de la technique de nombreuses propositions pour obtenir, à l'aide d'équipements intérieurs adaptés, du réservoir de silo, une bonne qualité de mélange déjà après un seul passage d'écoulement du produit en vrac, c'est à dire une bonne homogénéisation de produits en vrac différents et généralement ensilés successivement dans le réservoir de silo, ainsi que, dans le cas de mélangeurs à recirculation, pour maintenir faible le nombre des cycles de recirculation et par conséquent le temps de mélange Les documents DE- AS 1 298 511 et EP-A 1-0 060 046 montrent par exemple un silo mélangeur dont l'espace intérieur est divisé, par des segments de tôle verticaux s'étendant radialement de la paroi extérieure du réservoir jusqu'au centre de celui-ci, en plusieurs chambres qui se remplissent successivement selon le principe du trop plein, en raison d'un étagement approprié des bords supérieurs des segments de tôle et d'une disposition adaptée de l'ouverture de remplissage, ce qui permet d'obtenir fréquemment un mélange préalable vertical, dépendant toutefois de la hauteur de charge, à la place de la formation sinon usuelle d'une stratification purement horizontale Le document DE-PS 22 19 397 divulgue par ailleurs, un silo mélangeur se présentant sous la forme d'un mélangeur à recirculation, dans lequel le tube ascendant central est entouré par un autre tube sensiblement plus court, de sorte que cet autre tube définit un premier espace annulaire, avec le tube central, et un second espace annulaire avec la paroi du réservoir de silo et son fond conique Au cours de l'opération de recirculation et lorsque le produit en vrac est désilé, il s'établit dans les deux espaces annulaires, des vitesses de chute différentes du produit en vrac, de sorte que dans la zone de sortie, des parts de produits en vrac en provenance de différents niveaux en hauteur sont mêlées ou mélangées entre elles Le mélangeur fonctionnant par gravité et par recirculation, divulgué par le document DE-OS 30 29 393, repose sur le même principe, la recirculation n'étant toutefois pas effectuée par l'intermédiaire d'un tube central, mais au contraire par un tube ascendant vertical s'étendant à l'extérieur du réservoir de silo. L'inconvénient commun à ces silos mélangeurs connus, réside dans le fait que les équipements intérieurs prévus dans le réservoir de silo, sont soumis à des contraintes statiques et dynamiques considérables qui rendent nécessaires des calculs complexes de résistance et de dimensionnement, et excluent en règle générale la reconversion ultérieure d'un silo de stockage en silo mélangeur Bien que les silos connus sont tous conçus en respectant les conditions d'écoulement de masses, il se produit malgré tout des dépôts de produit en vrac, qui tout au moins compliquent le nettoyage du réservoir de silo Mais l'exigence d'un nettoyage aisé du réservoir de silo avant le remplissage par un autre type de produit en vrac, est de plus en plus souvent imposée. Le but de l'invention consiste donc à réaliser un silo mélangeur du type de celui mentionné en introduction, qui permet d'obtenir une qualité de mélange élevée, grâce à des équipements intérieurs ne posant pas de problèmes d'un point de vue statique et qui en conséquence sont d'une construction simple et peuvent en cas de besoin également être mis en place ultérieurement. Les équipements intérieurs devront satisfaire à l'exigence de nettoyage aisé du silo mélangeur, et pouvoir être mis en oeuvre indifféremment dans une réalisation du silo mélangeur sous la forme d'un mélangeur fonctionnant par gravité ou sous la forme d'un mélangeur à recirculation. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que dans la zone du fond est montée une trémie se rétrécissant en direction de la sortie du réservoir, dont l'axe longitudinal est confondu avec l'axe central du réservoir de silo, et dont l'espace intérieur est divisé, par des segments de tôle s'étendant de la paroi périphérique de la trémie à l'axe longitudinal de la trémie, en plusieurs chambres se succédant en direction périphérique, de manière à ce que des chambres respectivement voisines présentent des sections transversales d'entrée ou/et de sortie de grandeurs différentes L'idée de base de cette solution consiste à former, au-dessus de la trémie, des zones d'écoulement approximativement tubulaires dans lesquelles les quantités partielles de produit en vrac s'affaissent à des vitesses différentes, conformément aux sections transversales d'entrée ou/et de sortie de grandeur différente, des chambres réparties sur la périphérie de la trémie Le résultat obtenu en conséquence, est que des quantités partielles de produit en vrac en provenance de différents niveaux de hauteur, sont mêlées entre-elles à hauteur des sections transversales de sortie de la trémie Il s'y ajoute la quantité partielle de produit en vrac s'écoulant en provenance de l'espace annulaire entre la paroi périphérique de la trémie et la surface de paroi intérieure du fond conique du réservoir de silo Il est évident que l'ensemble de la construction doit être conçue en respectant les conditions d'écoulement de masses. Selon un mode de réalisation particulièrement simple du point de vue de la construction, les segments de tôle se terminent sur un tube central. Ce mode de réalisation permet notamment au silo mélangeur d'être facilement configuré en mélangeur à recirculation, en réalisant le tube central en tant que tube ascendant pour la recirculation du produit en vrac. Les sections transversales d'entrée ou/et de sortie de grandeurs différentes, nécessaires, des chambres successives de la trémie, peuvent être obtenues de différentes manières Selon une possibilité préférée, les segments de tôle se succédant en direction périphérique sont inclinés, alternativement dans des directions opposées, d'un faible angle par rapport aux plans longitudinaux correspondants renfermant l'axe central du réservoir de silo Selon une autre possibilité, les sections transversales d'entrée ou/et de sortie des chambres se succédant en direction périphérique, augmentent d'une façon graduelle, de préférence dans un rapport constant, d'une plus petite valeur minimale jusqu'à une valeur maximale. Le principe de mélange ou d'homogénéisation concrétisé par la trémie et sa subdivision en chambres, peut également être transposé à l'espace annulaire entre la paroi périphérique de la trémie et la surface intérieure de la paroi du fond conique du réservoir de silo Selon un mode de réalisation correspondant, l'espace entre la paroi périphérique de la trémie et la surface intérieure de la paroi du fond conique du réservoir de silo est divisé, par des seconds segments de tôle de même type que les premiers segments de tôle, en secondes chambres dont celles respectivement voisines présentent des sections transversales d'entrée ou/et de sortie différentes. Dans le cas d'un produit en vrac renfermant ce que l'on dénomme des cheveux d'ange, c'est à dire des constituants en forme de fil ou de bande, qui habituellement se sont formés au cours d'une opération de transport antérieure, il est recommandé de mettre en oeuvre un mode de réalisation caractérisé en ce que les bords supérieurs des segments de tôle s'étendent de manière ascendante en direction de l'axe central du réservoir de silo, en s'éloignant du bord supérieur de la paroi périphérique de la trémie, sous un angle qui est supérieur à l'angle de frottement statique du produit en vrac En outre, il est possible de prévoir que les extrémités situées côté extérieur, des bords supérieurs des segments de tôle, s'étendent au-delà du bord périphérique supérieur de la paroi périphérique de la trémie Ces mesures permettent d'empêcher que les cheveux d'ange se déposent sur les bords supérieurs des segments de tôle délimitant les chambres, en réduisant en conséquence les sections transversales d'entrée considérees. On a représenté, à titre d'exemple et de manière schématique le silo mélangeur conforme à l'invention selon quelques modes de réalisation et leurs détails, sur les dessins annexés qui montrent: Fig 1 un premier mode de réalisation représenté en perspective, Fig 2 un second mode de réalisation très similaire, Fig 3 une coupe longitudinale schématique du second mode de réalisation, Fig 4 une représentation en perspective agrandie de la trémie du silo mélangeur de la figure 3, Fig 5 un autre développement de la trémie, Fig 6 le détail X de la figure 5 à échelle encore agrandie, Fig 7 une vue de dessus de la trémie de la figure 5, Fig 8 une coupe le long de la ligne VIII- VIII de la figure 5, Fig 9 une vue de dessus d'un autre mode de réalisation de la trémie, Fig 10 une coupe correspondant à celle de la figure 8, de cet autre mode de réalisation, Fig Il une représentation en perspective de la partie de fond d'un troisième mode de réalisation du silo mélangeur, Fig 12 une vue de dessus de la partie de fond représentée sur la figure 11, et Fig 13 une coupe le long de la ligne XIII- XIII de la figure 11. Le silo mélangeur représenté sur les figures 1 et 2 est composé d'un réservoir de silo 1 comportant un fond conique la, ainsi que d'un couvercle qui comporte une ouverture de remplissage 2 Le fond la du réservoir de silo 1 se termine dans une sortie centrale 3 du réservoir. Comme il s'agit d'un mode de réalisation en tant que mélangeur à recirculation, à la sortie 3 du réservoir se raccorde une tête de mélange 4 comportant un embout de raccord 4 a pour l'alimentation en air de recirculation La recirculation se fait de manière connue, au moyen d'un tube central 5 qui se termine à une certaine distance d'un cône déflecteur 6 Dans la zone du fond la du réservoir de silo 1, le tube central 5 est entouré par une trémie 7 dont l'espace intérieur est divisé en chambres 9 a, 9 b 9 n, par des segments de tôle 8 s'étendant sensiblement de manière radiale, à partir de la paroi périphérique de la trémie vers le tube central 5 Les chambres 9 a à 9 n présentent (côté supérieur) des sections transversales d'entrée de même grandeur, mais toutefois (côté inférieur) des sections transversales de sortie de grandeur différente Cela sera encore explicité plus en détail par la suite. Le mode de réalisation représenté sur la figure 2 se différencie de celui de la figure 1, uniquement par le type de construction de la trémie qui dans le cas présent est plus court et présente un angle de cône supérieur comparativement à la trémie représentée sur la figure 1 On veut simplement montrer par là qu'il n'est pas nécessaire de respecter des dimensions bien déterminées, aussi bien en ce qui concerne la longueur (hauteur) de la trémie 7, que son angle de trémie La trémie 7 n'a pas besoin non plus de s'étendre nécessairement jusqu'à la sortie centrale 3 du réservoir, mais peut au contraire se terminer au-dessus de la section transversale de sortie correspondante En d'autres termes, la conception de la trémie peut être adaptée de manière optimale à chaque cas d'utilisation considéré, ce qui est d'une importance capitale notamment en ce qui concerne l'équipement ultérieur de silos de stockage ou de silos mélangeurs existants. Dans le cas d'un mélangeur fonctionnant purement par gravité, la tête de mélange 4 est remplacée par un organe de fermeture ou de soutirage usuel, par exemple un distributeur à roue à alvéoles Dans ce cas, le tube central 5 peut être fermé sur le côté supérieur et ne sert que d'élément de construction pour la fixation des bords situés côté intérieur et approximativement verticaux des segments de tôle 8 Le cône déflecteur 6 (ou tout au moins sa surface inférieure conique) est également inutile La figure 3 montre de manière schématique, un mode de réalisation correspondant, selon lequel le réservoir de silo 31 comporte un distributeur à roue à alvéoles 30 en guise d'organe de fermeture Sur le côté sortie de ce distributeur se trouve un patin de chargement 39 a d'une conduite de transport pneumatique 39 simplement esquissée, qui est alimentée en air comprimé par le raccord 39 b, et qui possède un tronçon de conduite 39 c permettant en cas de besoin une recirculation du produit en vrac désilé qui peut ainsi être recyclé vers le réservoir de silo 31 Le tube central 35 de celui-ci sert uniquement à la fixation des segments de tôle 38 qui divisent la trémie 37 en chambres individuelles. Les figures 4 à 10 montrent différentes possibilités permettant de réaliser des sections transversales d'entrée ou/et de sortie des chambres, de grandeurs différentes, dans le cadre de l'exemple de la trémie 27 de la figure 2 Dans le cas de la figure 4, les sections transversales d'entrée des chambres 9 a à 9 N sont de même grandeur (voir également la figure 7), en raison d'une disposition équidistante des bords supérieurs 8 a des segments de tôle 8, alors que les sections transversales de sortie de chambres respectivement voisines sont de grandeurs différentes Dans le cas de la figure 4, les segments de tôle 8 se succédant en direction périphérique sont inclinés, alternativement dans des directions opposées, d'un angle a par rapport aux plans longitudinaux correspondants renfermant l'axe central du réservoir de silo Le basculement d'inclinaison s'effectue autour du point au niveau duquel le bord supérieur 8 a du segment de tôle 8 considéré, rentre en contact avec le tube central Le point de basculement pour l'inclinaison peut toutefois également se situer au milieu entre le bord supérieur et le bord inférieur du segment de tôle considéré Dans ce cas, des chambres respectivement voisines présentent aussi bien des sections transversales d'entrée que des sections transversales de sortie de grandeur différente En définitive, les segments de tôle 8 peuvent également être disposés autour du tube central 5 en ayant leurs bords inférieurs équidistants, le basculement pour l'inclinaison étant effectué autour du point d'intersection entre bord inférieur 8 b et le tube central 5, de sorte que des chambres voisines présentent des sections transversales d'entrée de grandeur différente, mais toutefois des sections transversales de sortie de même grandeur Les deux dernières possibilités de réalisation ne sont pas représentées. Par contre, la figure 5 montre une autre possibilité pour arriver à des sections transversales d'entrée et à des sections transversales de sortie qui correspondent à celles de la figure 4 Les segments de tôle 8 ne sont pas inclinés globalement en étant basculés sur toute leur hauteur, mais sont coudés chacun d'un angle a, en un point P La coupe représentée sur la figure 8 montre les mêmes sections transversales de sortie telles que celles obtenues dans l'exemple de réalisation selon la figure 4. Les bords supérieurs 8 a des segments de tôle 8 s'étendent de manière ascendante en direction du tube central 5, à partir de la paroi périphérique de la trémie 7, sous un angle déterminé Cet angle est choisi de manière à être supérieur à l'angle de frottement statique du produit en vrac Aussi, des cheveux d'ange contenus dans le produit en vrac, glissent le long des bords supérieurs 8 a en direction de l'extérieur et tombent dans l'espace annulaire entourant la trémie 7 (voir par exemple la figure 1) Ceci permet de garantir que les sections de passage des chambres ne peuvent pas s'obstruer par des cheveux d'ange, ce qui non seulement entraverait la fonction de mélange, mais compliquerait également le nettoyage du réservoir de silo. L'évacuation de cheveux d'ange vers l'espace annulaire extérieur est encore améliorée, si de plus les bords supérieurs 8 a des segments de tôle 8 sont munis, conformément aux figures 5 et 6, de prolongements 8 c en forme de talons, qui s'étendent au-delà du bord périphérique supérieur de la paroi périphérique de la trémie. Les figures 9 et 10 montrent, selon une représentation correspondant à celle des figures 7 et 8, une autre possibilité permettant d'obtenir des sections transversales différentes pour les chambres 9 a à 9 n A cet effet, les segments de tôle 8 ne sont pas disposés de manière régulière autour du tube central 5, mais selon des intervalles croissant graduellement Avantageusement, la gradation peut être choisie de manière à ce que les sections transversales de chambres voisines soient toujours dans un rapport constant, de par exemple 1:2. Sur les figures 11 à 13 est représenté un troisième mode de réalisation du silo mélangeur proposé, et plus précisément uniquement la zone du fond, intéressante dans ce cas Le troisième mode de réalisation se différencie de ceux des figures 1 et 2, par le fait qu'en plus, l'espace entre la paroi périphérique de la trémie 7 et la surface intérieure de la paroi du fond conique la du réservoir de silo, est également divisé en secondes chambres 19 a à 19 n, par des segments de tôle 18 de même type que les segments de tôle 8 Ici également, les chambres respectivement voisines 19 a, 19 b, in présentent des sections transversales de sortie de grandeur différente (voir figure 13) A l'aide des mêmes moyens de construction, tel que cela a été explicité précédemment pour les segments de tôle 8, à savoir les chambres 9 a à 9 n, il est également possible en variante ou en supplément, de réaliser des sections transversales d'entrée des chambres 19 a à 19 n, de grandeur différente d'une chambre à l'autre Notamment dans le cas de réservoirs de silo de diamètres plus importants, il est ainsi possible de créer, selon le même principe qu'au- dessus de la trémie 7, un nombre supplémentaire de zones d'écoulement à vitesses d'affaissement différentes en direction périphérique, de sorte que l'obtient une homogénéisation encore meilleure. il REVENDICATIONS 1 Silo mélangeur constitué d'un réservoir de silo à fond conique se terminant dans une sortie centrale de réservoir, caractérisé en ce que dans la zone du fond (la) est montée une trémie ( 7) se rétrécissant en direction de la sortie ( 3) du réservoir, dont l'axe longitudinal est confondu avec l'axe central du réservoir de silo ( 1), et dont l'espace intérieur est divisé, par des segments de tôle ( 8) s'étendant de la paroi périphérique de la trémie à l'axe longitudinal de la trémie, en plusieurs chambres ( 9 a à 9 n) se succédant en direction périphérique, de manière à ce que des chambres respectivement voisines présentent des sections transversales d'entrée ou/et de sortie de grandeurs différentes. 2 Silo mélangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les segments de tôle ( 8) se terminent sur un tube central ( 5). 3 Silo mélangeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube central ( 5) est réalisé en tant que tube ascendant pour la recirculation du produit en vrac. 4 Silo mélangeur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les segments de tôle ( 8) se succédant en direction périphérique, sont inclinés, alternativement dans des directions opposées, d'un faible angle (a) par rapport aux plans longitudinaux correspondants renfermant l'axe central du réservoir de silo. 5 Silo mélangeur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les sections transversales d'entrée ou/et de sortie des chambres se succédant en direction périphérique, augmentent d'une façon graduelle, de préférence dans un rapport constant, d'une valeur minimale jusqu'à une valeur maximale. 6 Silo mélangeur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'espace entre la paroi périphérique de la trémie et la surface intérieure de la paroi du fond conique (la) du réservoir de silo ( 1), est divisé, par des seconds segments de tôle ( 18) de même type que les premiers segments de tôle ( 8), en secondes chambres ( 19 a à 19 n) dont celles respectivement voisines présentent des sections transversales d'entrée ou/et de sortie différentes. 7 Silo mélangeur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les bords supérieurs ( 8 a) des segments de tôle ( 8) s'étendent de manière ascendante en direction de l'axe central du réservoir de silo ( 1), en s'éloignant du bord supérieur de la paroi périphérique de la trémie, sous un angle qui est supérieur à l'angle de frottement statique du produit en vrac. 8 Silo mélangeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les extrémités situées côté extérieur, des bords supérieurs ( 8 a) des segments de tôle ( 8), s'étendent au-delà du bord périphérique supérieur de la paroi périphérique de la trémie.