Brevet FR2686075A1 — publié le 19930716

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux dispositifs d'extraction de matières pulvérulentes, granuleuses ou analogues et évacuées depuis l'espace intérieur d'un silo. Plus spécialement l'invention concerne de tels dispositifs constitués d'au moins une vis sans fin ou vis d'Archimède disposée radialement à proximité du fond du silo et entraînée d'une part dans un mouvement de rotation sur ellemême qui entraîne les produits en vrac vers le centre où ils s'échappent par un puits d'évacuation central, et d'autre part dans un mouvement de balayage par rapport au fond du silo de façon à desservir toute l'aire de stockage. Il est souhaitable dans les dispositifs de ce genre de disposer de moyens d'accès au mécanisme central qui provoque le double mouvement ci-dessus des ou de la vis sans fin pour les besoins de la maintenance, de l'entretien ou des réparations, ceci même si le silo se trouve plein. Par ailleurs, il est également souhaitable de disposer d'une position de garage de la vis en position inactive, la vis étant alors dans cette position abritée par rapport au tas de matière et permettant ainsi le départ de la vis à vide et l'attaque progressive du tas à sa base, de façon à éviter, la vis étant noyée dans la masse, un couple de démarrage excessif qui amènerait à surdimensionner les organes moteurs. L'invention vise à répondre à ces objectifs ; elle permet en outre une construction économique de l'ensemble de la structure fixe et mécanique ainsi que un débit important et une grande fiabilité dans les conditions opératoires, l'appareil étant toujours en mesure de répondre aux besoins immédiats en éliminant ou en tous cas en réduisant considérablement les risques d'immobilisation dus à un incident mécanique. A cet effet, l'invention concerne un dispositif pour l'évacuation de matières granuleuses, pulvérulentes en vrac depuis un silo circulaire de stockage du type comportant au moins une vis sans fin radiale ou sensiblement radiale et entraînant le produit dans une direction centripète vers un puits d'évacuation central, et le dispositif est caractérisé par la combinaison des points suivants a) il comporte deux vis sans fin légèrement déportées par rapport au centre du fond du silo, chaque vis étant venue d'une boîte de renvoi d'angle. b) chaque boîte de renvoi d'angle est suspendue par son couvercle à une structure fixe sur laquelle elle est montée à rotation par l'intermédiaire d'une couronne a billes interposée entre ledit couvercle et ladite structure fixe et ledit couvercle comporte en son centre un palier vertical pour le passage de l'arbre moteur d'entraînement de la vis sans fin sur elle-même selon son axe. c) ledit arbre moteur reçoit son mouvement de moyens de transmission depuis un groupe moteur-réducteur. d) la boîte de renvoi montée à rotation est solidaire d'une roue dentée engrenée sur un pignon moteur en position centrale par rapport au fond du silo et recevant son mouvement d'un ensemble moteur-réducteur ou moteur de balayage entraînant Cfl rotation chaque boîte et sa vis dans un mouvement de balayage angulaire du fond du silo, le dispositif comportant un seul moteur réducteur de balayage commun aux deux vis. e) le dispositif comporte des moyens détecteurs de fin de course aptes à inverser le sens de rotation de chacune des boîtes de renvoi et par conséquent le balayage angulaire de la vis qui lui est associée, chaque vis. desservant par un parcours angulaire de 180 une moitié du fond du silo. Selon une autre caractéristique, chaque boite de renvoi d'angle associée à une des vis sans fin est elle-même entraînée par un moteur réducteur indépendant, l'ensemble comportant par conséquent deux moteurs d'entraînement en rotation de la vis sur elle-menl chau'i affecté à une des vis. Plus spécialement, le fond du silo comporte au moins un socle en position radiale supportant une structure fixe en position centrale et constituée d'au moins une armature horizontale surélevée par rapport au fond du silo pour recevoir l'appui et le repos du mécanisme d'entraînement et une surperstructure de forme générale conique inversée pour la protection du mécanisme et empêcher de façon con nue en soi l'écoulement gravitaire de la matière vers le puits central d'dvacuation. Le dispositif comporte encore de façon plus avantageuse deux socles supports rectilignes et colinéaires suivant une direction diamétrale, 1es socles étant interrompus à proximité du centre pour libérer l'emplacement des boîtesde renvoi desservant chaque vis, la structure support du mécanisme et le cône de protection prenant appui de chaque coté sur l#extrémité proximale de chacun des socles.. Avantageusement encore, chacune des vis, dont l'axe de rotation est décalé par rapport au centre, suit un parcours correspondant sensiblement à une moitié de l'embase du silo, chaque zone desservie par une vis étant délimitée par la demi paroi circulaire et le ou les socles supports situés chacun en position radiale et colinéaire dans le cas de deux socles. Selon l'invention, le dispositif comporte dans une forme particulière de l'invention au moins un abri-tunnel formant un abri radial reposant sur au moins un socle situé en position inférieure et l'abri-tunnel rejoint la paroi du silo pourvue à cet endroit d'une ouverture pour permettre au personnel d'accéder à l'espace intérieur du silo et au mécanisme central, l'abri-tunnel rejoignant à son extrémité centrale le cône de protection dans lequel il débouche. Selon une variante, le dispositif comporte deux abri-tunnels colinéaires diamétralement opposés reposant chacun sur un socle radial, les deux socles radiaux étant également colinéaires et suivant un diamètre, chaque abri-tunnel communiquant avec le cône de protection central d'une part et avec une ouverture d'accès traversant à la périphérie la paroi du silo. Selon une variante, le socle radial comporte une ouverture d'accès formant un regard ou trou d'homme traversant le socle verticalement et permettant d'accéder depuis l'espace inférieur situé sous le sol du silo dans l'espace intérieur audit cône de protection abritant le mécanisme. Selon une nouvelle variante, l'abri-tunnel est constitué d'une structure formant un abri continu sous forme de toit en "V" inversé, suivant un diamètre et parcourant le fond du silo d'une paroi à la paroi diamétralement opposée, la structure formant un toit continu reposant sur deux socles radiaux et abritant en son centre le mécanisme d'entraînement, dans sa partie suspendue au dessus du puits central d'évacuation, et l'abri-tunnel est associé dans cette partie centrale, au droit du puits d'évacuation, à des déflecteurs latéraux formant chacun une demi jupe conique et consituant ensemble le cône de protection central. Selon une forme de réalisation, le mouvement de balayage alternatif des deux vis est prévu synchronisé dans le même sens (successivement horaire et anti-horaire) les boîtes de renvoi de chaque vis recevant leur mouvement chacune directement d'un pignon moteur central, les deux vis étant décalées de phase de 1800 et étant ainsi constamment dans leur position de travail opposées selon un diamètre, étant chacune décalée latéralement, respectivement d'un côté et de l'autre par rapport à un diamètre virtuel occupé par le ou les socles supports. Selon encore une caractéristique, chaque vis dispose d'au moins une position de garage latérale par rapport à un socle recouvert d'un abri-tunnel, 1 'abri-tunnel débordant par rapport au socle support et définissant une zone radiale abritée de la matière remplissant le silo évitant ainsi à la vis dans cette poisition d'être noyée dans la masse de produit et facilitant son démarrage. Selon une variante plus développée, chaque vis comporte deux positions de garage opposées et situées chacune le long d'un socle radial d'une part et le long du socle radial opposé d'autre part, les deux positions de garage étant opposées de 1800. Selon une autre caractéristique, la paroi du silo comporte au moins une ouverture d'évacuation pour chaque vis, chaque ouverture étant disposée dans le prolongement de l'axe de la vis dans une position de garage de cette dernière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec une forme de réalisation particulière présentée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés. La Figure 1 est une vue en plan de l'ensemble du fond du silo. La Figure 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne II-II de la Figure 1. La Figure 3 est une vue en plan du dispositif d'entraînement des deux vis et la Figure 4 est une vue en coupe verticale du même dispositif d'entraînement selon la ligne IV-IV de la Figure 3. Selon l'ensemble des Figures, on a représenté, notamment aux Figures 1 et 2, un silo défini par le volume intérieur à la paroi circulaire 1 et au fond ou sol 2. L'évacuation est assurée par deux vis sans fin 3, 3' venues, chacune étant suspendue en porte-à-faux, d'une boîte de renvoi 4, 4' , les deux boîtes de renvoi étant légèrement décalées par rapport au centre du silo. La structure fixe du dispositif d'extraction est constituée dans l'exemple représenté par deux socles supports radiaux respectivement 5 et 5' colinéaires et donc alignés suivant un diamètre. Sur ces deux supports est monté un abri-tunnel 6 qui parcourt le silo suivant un diamètre en rejoignant deux zones diamétralement opposées de la paroi circulaire 1 ; au débouché de chaque extrémité de l'abri-tunnel rejoignant la paroi est prévue une ouverture d'accès permettant par conséquent au personnel d'accéder depuis l'extérieur jusqu'à l'intérieur du silo notamment au mécanisme central qui sera ci-après décrit. L'abri-tunnel repose sur la plus grande partie de sa longueur sur les deux socles 5 et 5' sauf dans la partie centrale où les socles sont interrompus et la partie centrale du tunnel repose par conséquent en porte-à-faux sur les deux extrémités proximales par rapport au centre du socle 5 et du socle 5' ; la partie centrale du tunnel formant ainsi un pont sous lequel se trouvent suspendues les boîtes de renvoi d'angle 4 et 4'. A cet effet, le tunnel 6 comporte un toit en forme de "V" inversé 6a formant une superstructure de protection et notamment dans la partie centrale une structure horizontale formant plancher 6b qui sert notamment au support de l'ensemble du mécanisme comme ci-après décrit. Chaque boîte de renvoi d'angle 4 et 4' est suspendue par son disque supérieur formant couvercle 7 à la partie horizontale 6b de la superstructure de repos. Chaque boîte de renvoi d'angle est à cet effet associée à une couronne à billes 8, 8' dont la bague intérieure est solidaire du disque 7 ou couvercle de la bote de renvoi d'angle, la bague extérieure étant solidaire de la superstructure fixe 6b ; de sorte que la boîte de renvoi d'angle peut ainsi suivre un mouvement angulaire de balayage par rapport à sa structure support. L'axe entrant ou moteur 9 de la boîte de renvoi d'angle est monté dans le palier 10 traversant lui-même la superstructure 6b et recevant son mouvement par l'intermédiaire de la roue 11 elle-même mue et entraînée par l'intermédiaire d'organes de renvoi telles que courroies ou chaînes 12 depuis le moteur de rotation 13 ; dans l'exemple réalisé on compte ainsi deux moteurs de rotation 13 et 13' chacun affecté à l'entraînement en rotation sur elle-même, via le renvoi d'angle correspondant, de chacune des vis 3, 3' ; chaque moteur de rotation 13, 13' étant associé de façon connue à un réducteur 14, 14'. Chaque boîte de renvoi est solidaire, par le palier supérieur 10, d'une roue dentée ou pignon 15 situé au dessus de la superstructure horizontale 6b. Chacune des roues dentées 15, 15' associées à l'une des boîtes de renvoi d'angle engrène sur un pignon moteur central 16 entraîné par un ensemble moteur 17 et réducteur 18 supérieur. L'actionnement du pignon central 16 situé coaxialement par rapport au fond circulaire du silo permet d'entraîner en rotation de façon synchrone et dans le même sens les roues dentées 15 et 15' qui sont elles-mêmes solidaires des carters des boîtes de renvoi 4, 4', sur chacune desquelles est montée une vis sans fin. Comme on voit sur les Figures, les deux vis sont disposées en opposition de phase dans leur mouvement synchrone et dans le même sens, de 1800, les deux vis étant ainsi constamment diamétralement opposées. Un mouvement de fin de course commande l'inversion du sens de rotation du moteur 17 , de sorte que chacune des vis parcourt le fond du silo sur une zone correspondant sensiblement à la moitié de ce fond circulaire ; chaque zone desservie par une vis étant délimitée d'une part par la paroi en forme de demi cercle et d'autre part par les deux socles diamétralement opposés 5 et 5'. On voit sur la Figure 1 et sur la Figure 3, la mise en place lors de la construction de l'infrastructure d'ouvertures d'accès respectivement 19, 19', 20 et 20' qui permettent éventuellement d'accéder au mécanisme depuis l'espace intérieur du silo, notamment denuis l'interieur de la poutre. vers les vis d'extraction 3 et 3'. Dans l'exemple réalisé, le cône central de protection qui empêche la matière de s'écouler par gravité dans le puits d'évacuation central 21 est constitué de deux demi jupes circulaires et coniques respectivement 22 et 23 associées à la paroi triangulaire Ga et définissant le cône central de protection qui abrite également le mécanisme en même temps qu'il empêche l'écoulement gravitaire spontané du produit. Le fonctionnement du mécanisme se déduit aisément de la description qui précède. Chaque vis sans fin 3, 3' est entraînée depuis sa boîte de renvoi d'angle par l'intermédiaire de la poulie 11 ou 11' de la chaîne 12 ou 12' , depuis l'ensemble moteur-réducteur 13 et 14 ou 13', 14'. Ce mouvement d'entraînement continu sur lui-même de la vis sans fin entraîne donc le déplacement centripète régulier de la matière vers le puits central d'évacuation 21. Dans le même temps, chaque vis par l'intermédiaire de la roue dentée 15, 15' qui est associée à sa boîte de renvoi d'angle, est entraînée dans un mouvement de balayage depuis le pignon central 16 et l'ensemble moto-réducteur 17, 18. Le mouvement de balayage se poursuit jusqu'à ce que les deux vis, toujours diamétralement opposées, aient atteint une position de fin de course latéralement et à proximité chacune d'un des deux socles radiaux respectivement 5, 5' ; position dans laquelle la poursuite du mouvement de balayage viendrait s'opposer et heurter le socle. Dans cette position, telle que représentée à la Figure 1, un détecteur de fin de course provoque l'inversion du sens de rotation du moteur 17 et le départ de la vis sans fin (dont le mouvement de rotation sur elle-même n'est pas interrompu) dans une direction angulaire opposée, les deux vis inversant leur sens de balayage en même temps puisqu'elles sont toutes deux commandées dans ce mouvement par le même ensemble moto-réducteur. Chaque vis parcourt ainsi successivement dans un sens puis dans l'autre une moitié de l'aire de stockage et ainsi de suite. On obtient ainsi, grâce à l'invention, un mouvement régulier continu et indépendant du mouvement de rotation sur ellemême de chacune des vis, puisque chaque vis est desservie avantageusement par un moteur de rotation (13, 13') indépendant. Il suit que, en cas de panne ou d'incident mécanique affectant une des vis, il est toujours possible de débrayer la vis posant problème, par exemple en retirant une clavette de blocage sur un des axes moteurs, la vis étant alors immobilisée tant dans son mouvement de rotation que dans son mouvement de balayage et le mouvement se poursuit sur l'autre vis qui continue ainsi à travailler et à évacuer la. matière ; la réparation pouvant éventuellement s'opérer, suivant la nature de la panne, sans interrompre ltévacuation. Le décentrage des deux axes de balayage de l'ensemble vis et boîte de renvoi permet de disposer ainsi deux vis indépendantes tout en étant entraînées par le même moteur de balayage. La partie fixe constituée de un ou de deux socles alignés radialement permet de supporter la superstructure formant abri tunnel d'une part et le cône de protection central en allégeant ainsi la construction ; le tunnel repose en effet dans la plus grande partie de son parcours sur un appui inférieur, on évite ainsi d'avoir à surdimensionner pour des raisons de sécurité la structure que constitue le tunnel lorsqu'il doit être suspendu entre deux points d'appui ; ici la partie suspendue, notamment dans le cas de deux socles, est limitée à la zone centrale, la structure fixe supportant le mécanisme et l'ensemble d'entraînement des vis étant ainsi immédiatement en repos sur l'extrémité des deux socles. Mais selon une variante l'ensemble pourrait ne comporter qu'un seul socle radial, la superstructure centrale, supportant le mécanisme et les vis, étant alors disposée en porte-à-faux mais soutenue immédiatement à proximité par le socle interrompu près de la zone centrale. Comme on l'a vu, l'abri tunnel disposé selon un rayon ou selon un diamètre définit, latéralement par rapport à son socle support, une zone abritée et protégée de l'encombre- ment de la matière stockée qui constitue ainsi une zone de repos et de garage pour la vis sans fin amenée dans sa position inactive. Et le système dans le cas d'un tunnel diamétral avec deux socles supports permet de définir pour chaque vis deux zones de garage colinéaires, chacune pouvant permettre l'évacuation de la vis grâce à l'ouverture pratiquée, dans l'alignement de l'axe de la vis dans sa position de garage, à travers la paroi comme on le voit sous la référence 24, 24' de la Figure 1 ; ceci permet aisément de remplacer une vis sans fin par une autre en cas de défaillance. Selon une variante qui est illustrée à la Figure 3, on peut également accéder à ltespace central contenant le mécanisme d'entraînement par les puits ou regards 19, 19', 20, 20' en multipliant les possibilités d'accès et par conséquent en limitant les risques et les durées d'immobilisation. Selon un avantage de l'invention, il est possible dans le cadre de cette réalisation de limiter la fabrication en usine de l'extracteur à la partie centrale du tunnel contenant le mécanisme d'entraînement et supportant les vis, les socles supports et la structure abri qu'ils supportent étant réalisés dans le cadre de la phase ou du lot du Génie civil de l'ensemble du marché. Par ailleurs, on obtient en fonctionnement de croisière un débit important, grâce à la mise en oeuvre sur le même silo de deux vis simultanées. De facon connue en soi on accede à l'interieur de la poutre par les accés 25 situés au niveau des supports. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour l'évacuation de matières granuleuses, pulvérulentes en vrac depuis un silo circulaire de stockage du type comportant au moins une vis sans fin radiale ou sensiblement radiale et entraînant le produit dans une direction centripète vers un puits d'évacuation central (21), et le dispositif est caractérisé par la combinaison des points suivants a) il comporte deux vis (3, 3') sans fin légèrement déportées par rapport au centre du fond du silo, chaque vis étant venue d'une boîte de renvoi d'angle (4, 4'). b) chaque boîte de renvoi d'angle (4, 4') est suspendue par son couvercle (7) à une structure fixe (6b) sur laquelle elle est montée à rotation par l'intermédiaire d'une couronne à billes (8) interposée entre ledit couvercle (7) et ladite structure fixe (6b) et ledit couvercle comporte en son centre un palier vertical pour le passage de l'arbre moteur (9) d'entraînement de la vis (3, 3') sans fin sur elle-même selon son axe. c) ledit arbre moteur (9) reçoit son mouvement par des moyens de transmission (12) depuis un groupe moteur réducteur (13, 13', 14, 14'). d) la boîte de renvoi (4, 4') montée à rotation est solidaire d'une roue dentée (15) engrenée sur un pignon (16) moteur en position centrale par rapport au fond du silo et recevant son mouvement d'un ensemble moteur réducteur ou moteur de balayage (17, 18) entraînant en rotation chaque boîte et sa vis dans un mouvement de balayage angulaire du fond du silo, le dispositif comportant un seul moteur réducteur de balayage commun aux deux vis e) le dispositif comporte des moyens détecteurs de fin de course aptes à inverser le sens de rotation de chacune des boîtes de renvoi et par conséquent le balayage angulaire de la vis qui lui est associée, chaque vis desservant par un parcours angulaire de 1800 une moitié du fond du silo. 2 - Dispositif selon la Revendication 1, et caractérisé en ce que chaque bote de renvoi d'angle (4, 4') associée à une des vis sans fin est elle-même entraînée par un moteur réducteur indépendant (13, 13', 14, 14'), l'ensemble comportant par conséquent deux moteurs d'entraînement en rotation de la vis sur elle-même chacun affecté à une des vis. 3 - Dispositif selon la Revendication 1 ou la Revendication 2, et caractérisé en ce que le fond du silo (1) comporte au moins un socle (5, 5') en position radiale supportant une structure fixe (6) en position centrale et constituée d'au moins une armature horizontale surélevée par rapport au fond du silo pour recevoir l'appui et le repos du mécanisme d'entraînement et une surperstructure de forme générale conique inversée pour la protection du mécanisme et empêcher de façon connue en soi l'écoulement gravitaire de la matière vers le puits central d'évacuation. 4 - Dispositif selon l'une des Revendications 1, 2 ou 3, et caractérisé en ce qu'il comporte encore de façon plus avantageuse deux socles supports rectilignes (5, 5') et colinéaires suivant une direction diamétrale, les socles étant interrompus à proximité du centre pour libérer l'emplacement des boîtes de renvoi desservant chaque vis, la structure support du mécanisme et le cône de protection prenant appui de chaque côté sur l'extrémité proximale de chacun des socles. 5 - Dispositif selon l'une des Revendications 1 à 4, et caractérisé en ce que chacune des vis, dont l'axe de rotation est décalé par rapport au centre, suit un parcours correspondant sensiblement à une moitié de l'embase du silo, chaque zone desservie par une vis étant délimitée par la demi paroi (1) circulaire et le ou les socles supports (5, 5') situés chacun en position radiale et colinéaire dans le cas de deux socles. 6 - Dispositif selon l'une des Revendications 1 à 5, et caractérisé en ce qu'il comporte au moins un abri-tunnel (6) formant un abri radial reposant sur au moins un socle (5, 5') situé en position inférieure et l'abri-tunnel rejoint la paroi du silo (1) pourvue à cet endroit d'une ouverture pour permettre au personnel d'accéder à l'espace intérieur du silo et au mécanisme central, l'abri-tunnel rejoignant à son extrémité centrale le cône de protection dans lequel il débouche. 7 - Dispositif selon l'une des Revendications 1 à 6, et caractérisé en ce qu'il comporte deux abri-tunnels colinéaires diamétralement opposés reposant chacun sur un socle radial (5, 5'), les deux socles radiaux étant également colinéaires et suivant un diamètre, chaque abritunnel communiquant avec le cône de protection central d'une part et avec une ouverture d'accès traversant à la périphérie la paroi du silo. 8 - Dispositif selon l'une des Revendications 1 à 7, et caractérisé en ce que chaque socle radial comporte une ouverture d'accès formant un regard ou trou d'homme (19, 19', 20, 20') traversant le socle verticalement et permettant d'accéder depuis l'espace intérieur de la noutre dans l'espace inférieur audit cône de protection abritant le mécanisme. et aux vis d'extraction. 9 - Dispositif selon l'une des Revendications 1 à 8, et caractérisé en ce que l'abri-tunnel est constitué d'une structure formant un abri continu sous forme de toit en "V" inversé (6a), suivant un diamètre et parcourant le fond du silo d'une paroi à la paroi diamétralement opposée, la structure formant un toit continu reposant sur deux socles radiaux (5, 5') et abritant en son centre le mécanisme d'entraînement, dans sa partie suspendue au dessus du puits central d'évacuation (21), et l'abri-tunnel est associé dans cette partie centrale, au droit du puits d'évacuation, à des déflecteurs latéraux (22, 23) formant chacun une demi jupe conique et consituant ensemble le cône de protection central. 10 - Dispositif selon l'une des Revendications 1 à 9, et caractérisé en ce que le mouvement de balayage alternatif des deux vis est prévu synchronisé dans le même sens (successivement horaire et anti-horaire) les boîtes de renvoi de chaque vis recevant leur mouvement chacune directement d'un même pignon moteur central, les deux vis étant décalées de phase de 1800 et étant ainsi constamment dans leur position de travail opposées selon un diamètre, étant chacune décalée latéralement, respectivement d'un côté et de l'autre par rapport à un diamètre virtuel occupé par le ou les socles supports. 11 - Dispositif selon l'une des Revendications 1 à 10, et caractérisé en ce que chaque vis dispose d'au moins une position de garage latérale par rapport à un socle recouvert d'un abri-tunnel, l'abri-tunnel débordant par rapport au socle support et définissant une zone radiale abritée de la matière remplissant le silo évitant ainsi à la vis dans cette poisition d'être noyée dans la masse de produit et facilitant son démarrage. 12 - Dispositif selon l'une des Revendications 1 à 11, et caractérisé en ce que chaque vis comporte deux positions de garage opposées et situées chacune le long d'un socle radial d'une part et le long du socle radial opposé d'autre part, les deux positions de garage étant opposées de 1800. 13 - Dispositif selon l'une des Revendications 1 à 12, et caractérisé en ce que la paroi du silo comporte au moins une ouverture d'évacuation pour chaque vis, chaque ouverture étant disposée dans le prolongement de l'axe de la vis dans une position de garage de cette dernière.