Brevet FR2703035A1 — publié le 19940930

DISPOSITIF DE VIDANGE DE 8ILO DE MATERIAU GRANULEUX La présente invention vise un dispositif de vidange de silo de matériau granuleux, notamment de silos à grains. Un grand nombre de silos à grains sont pourvus d'un fond plat afin d'augmenter le volume de stockage disponible dans le silo. La base de ces silos présente des vannes ou des orifices d'évacuation analogues disposés au bord du silo de sorte que lorsque ces vannes sont ouvertes, la majeure partie du grain contenu dans le silo peut être vidée par gravité. Cependant, il demeure toujours à la base du silo, sur toute la surface du fond, une partie résiduelle de grain qui ne peut pas être évacuée par gravité, les orifices d'évacuation étant situés au bord de la base du silo. Pour pallier cet inconvénient, il est bien connu de disposer sur le fond du silo des tunnels parallèles, en tôle ondulée ou pliée et cintrée. Des deux côtés de chaque tunnel, on munit la base de la tôle d'ouvertures disposées sur les ondulations de la tôle et orientées suivant une même direction par rapport à l'axe du tunnel, vers la sortie du silo. Le dispositif comprend un système de soufflerie pour envoyer de l'air dans les tunnels. L'air s'échappe par les ouvertures et entraine le grain vers la sortie du silo. Un flux d'air convenable est nécessaire pour entrainer la totalité du grain. On prévoit donc des ouvertures de grande dimension et afin d'empêcher l'entrée du grain dans le tunnel, on a tenté de protéger l'ouverture par un volet s'étendant à l'extérieur du tunnel ou par une plaque placée à l'intérieur. Des protections de ce type sont décrites dans les brevets FR-A-2 241 030, FR-A-1 596 015, FR-A-2 596 737 et FR-A-2 658 172. Toutefois, en général, ces protections limitent seulement en partie l'entrée du grain dans le tunnel et une quantité non négligeable de grain s'accumule néanmoins dans le tunnel, réduisant l'efficacité du système de soufflerie. Il est donc alors régulièrement nécessaire de vider et de nettoyer manuellement l'intérieur du tunnel ce qui est une opération laborieuse et pénible qui n'empêche pas la perte effective d'une certaine quantité de grain. En outre, la présence de volets ou de plaques intérieures protégeant les ouvertures complique la fabrication et le montage du dispositif et augmente son coût global. C'est pourquoi la présente invention a pour but de résoudre les problèmes liés à l'entrée du grain dans le tunnel en proposant un dispositif de vidange dans lequel l'entrée du grain dans le tunnel est pratiquement impossible tout en présentant les avantages des dispositifs connus jusqu'alors. La présente invention vise donc un dispositif de vidange de silo de matériau granuleux notamment de silos à grains, spécialement destiné à un matériau ayant une taille de grain supérieure à une valeur de référence déterminée, comprenant des tunnels disposés sur le fond du silo, le grain reposant sur et entre les tunnels, la paroi de chaque tunnel présentant à sa base des ouvertures et étant pliée ou courbée de sorte que les ouvertures sont orientées suivant une direction sensiblement horizontale et sensiblement inclinée par rapport à l'axe du tunnel vers la sortie du silo, des moyens de soufflerie étant prévus pour envoyer de l'air à l'intérieur des tunnels de sorte que l'air passant par les ouvertures entraîne le grain vers la sortie du silo, chaque tunnel comprenant des moyens d'étanchéité pour assurer une étanchéité suffisante entre le sol et le bord du tunnel. Selon l'invention, le dispositif de vidange est caractérisé en ce que les ouvertures sont disposées par groupes d'ouvertures contiguës, les ouvertures sont réalisées par enlèvement de matière et ont des dimensions inférieures à la valeur de référence déterminée, le dispositif étant dépourvu de tout moyen rapporté ayant pour fonction d'empêcher l'entrée du grain dans le tunnel. En effet, pour les grains d'origine agricole et notamment les grains de céréales, chaque grain a généralement des dimensions très peu variables, c'est à-dire très proches des dimensions moyennes des grains du type considéré. Très rares sont donc les grains dont les dimensions diffèrent beaucoup des dimensions moyennes. Par conséquent, en pratiquant des ouvertures dont les dimensions sont nettement inférieures à ces dimensions moyennes, on est sûr d'empêcher le passage de la très grande majorité des grains. Ainsi, les ouvertures de la présente invention permettent le passage de l'air afin de souffler le grain vers la sortie du silo et cependant ne permettent pas l'entrée du grain dans le tunnel. Il ne se produit plus d'accumulation de grains dans le tunnel. Le système de soufflerie conserve sa pleine efficacité et la maintenance du dispositif est allégée. Il n'est plus non plus nécessaire de protéger les ouvertures au moyen de volets ou de plaques. On réduit donc le nombre de pièces de l'ensemble et la mise en place du dispositif est simplifiée. Suivant une version avantageuse de l'invention, la direction des ouvertures forme avec l'axe du tunnel un angle compris entre 400 et 450. Ces valeurs de l'angle permettent de souffler le matériau granuleux efficacement vers la sortie du silo sans que les ondulations ou pliages de la base de la paroi du tunnel constituent un obstacle à l'évacuation des grains. Suivant une autre version avantageuse de l'invention, la paroi de chaque tunnel présente à sa base un gaufrage constitué par des plis de la paroi sensiblement perpendiculaires à l'axe du tunnel. Un tel gaufrage à la base de chaque tunnel permet de réaliser aisément des ouvertures orientées comme indiqué plus haut. En effet, il suffit de former le gaufrage de sorte que la surface de la paroi destinée à présenter les ouvertures soit orthogonale à la direction requise pour celles-ci. Suivant une autre version avantageuse de l'invention, l'ensemble de la paroi de chaque tunnel présente un gaufrage constitué par des plis de la paroi sensiblement perpendiculaires à l'axe du tunnel. Le gaufrage de l'ensemble de la paroi du tunnel renforce considérablement celle-ci de sorte qu'il est possible de réaliser des tunnels de section importante et capables de supporter une masse de grain sensiblement supérieure à la masse maximale supportée par les tunnels en tôle ondulée habituels. Suivant une version préférée de l'invention, les ouvertures ont la forme d'un rectangle ou pseudorectangle allongé. En effet, seule importe la largeur du rectangle pour empêcher l'entrée du grain et on peut prévoir des rectangles de longueur importante par rapport à la largeur, de façon à fournir une surface d'ouverture importante et donc un débit d'air approprié. Ainsi, les dimensions des rectangles empêchent toujours l'entrée du grain dans le tunnel mais la forme allongée du rectangle permet néanmoins de disposer d'une ouverture de surface importante facilitant le passage de l'air et réduisant ainsi les pertes de charges éventuelles dues à la présence de petites ouvertures. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description qui va suivre d'un exemple préféré de réalisation de l'invention. Aux dessins annexés à titre d'exemple non limitatifs - la figure 1 est une vue schématique en coupe transversale de la partie inférieure d'un silo à grains - la figure 2 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'une partie d'un tunnel incluant le bord du tunnel et le profilé participant à l'étanchéité - la figure 3 est une vue en coupe transversale réalisée suivant la ligne III-III de la figure 2 - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale suivant la ligne IV-IV de la figure 3. Les figures 1 à 4 présentent une réalisation du dispositif de vidange suivant l'invention installée dans un silo de matériau granuleux. Dans la description qui va suivre, l'invention s'applique à un silo contenant du grain tel qu'une céréale, par exemple des grains de blé. Cependant, le silo pourrait aussi contenir tout produit agricole habituellement stocké en silo, et se présentant sous une forme granuleuse (maïs, petits pois, ...). Plus généralement encore, l'invention s'applique à tout produit naturel ou synthétique de forme granuleuse qui peut être stocké en silo, par exemple des granulés ou des billes de matériau synthétique, et dont les grains ont des dimensions peu variables. La figure 1 montre une coupe de la partie inférieure du silo à grains. Le silo 1 peut avoir une forme quelconque, cylindrique, conique ou rectangulaire par exemple, l'axe vertical du cylindre étant indiqué par la référence 30. Il comporte une paroi métallique 2 et un socle en béton s'étendant généralement horizontalement et constituant le fond 3 du silo. Le silo 1 comprend également des tunnels 4 disposés sur le fond 3 du silo. Les tunnels 4 sont parallèles entre eux et s'étendent d'un bord à l'autre du silo. Lorsque le silo est rempli, le grain 5 occupe la majeure partie du volume intérieur 6 du silo 1, le grain 5 reposant sur le fond 3 entre les tunnels 4 et pour partie sur ceux-ci. Sur la figure 1, on a représenté le silo 1 lorsque la majeure partie du grain 5 a été vidée par gravité sans mettre en oeuvre le dispositif selon l'invention. Le grain 5 résiduel se trouve donc sur les tunnels 4 et surtout entre ceux-ci, sur le fond 3. Chaque tunnel 4 est réalisé en tôle cintrée par exemple en arc de cercle autour de l'axe 9 du tunnel. L'ensemble de la paroi de chaque tunnel 4 présente un gaufrage constitué par des plis parallèles 31 de la paroi sensiblement perpendiculaires à l'axe 9 du tunnel 4. Ainsi, on ménage sur la tôle des surfaces en relief 7 alternant avec des surfaces en creux 8, ces surfaces 7 et 8 étant de mêmes dimensions et régulièrement espacées. Ces plis 31 peuvent être réalisés notamment par emboutissage. On donne ainsi au tunnel un profil sensiblement en créneau comme le montrent les figures 2 et 4. La tôle est cintrée pour constituer le tunnel 4 de façon que les plis 31 de la tôle soient orthogonaux à l'axe longitudinal 9 du tunnel 4, ciaprès désigné par l'axe 9 du tunnel. Le gaufrage est donc présent notamment à la base de la paroi de chaque côté du tunnel 4, comme sur la figure 2. Le gaufrage est réalisé de sorte que les tronçons de tôle 10 et 11, situés entre les surfaces en relief 7 et les surfaces en creux 8, ne soient pas orthogonaux à l'axe 9 et soient sensiblement tournés vers l'extérieur du tunnel. Autrement dit, la direction orthogonale au plan défini par chaque tronçon 10 et 11 est légèrement inclinée par rapport à l'axe 9 du tunnel. Dans la présente description, cette direction forme avec l'axe 9 un angle A compris par exemple entre 25 et 550 et de préférence, compris entre 40 et 450. Ainsi, à la base du tunnel, cette direction est sensiblement horizontale c'est-à-dire parallèle au fond 3 du silo et sensiblement inclinée par rapport à l'axe du tunnel. Sur la figure 4, l'angle A a une valeur d'environ 42". Les tronçons 10 et 11 sont sensiblement orientés respectivement vers les deux extrémités opposées du tunnel 4. Au voisinage de l'une au moins de ces extrémités, entre deux tunnels adjacents, au bord du silo, se trouve une vanne (non représentée) permettant la vidange d'une partie du silo. Il est convenu ici que les tronçons portant la référence 10 sont ceux qui sont orientés vers ladite vanne. Le gaufrage ainsi réalisé permet de constituer des tunnels cintrés de grande section, par exemple ayant un diamètre de 4 mètres. En effet, par rapport aux tunnels en tôle ondulée habituels, les plis 31 orthogonaux à l'axe 9 donnent au tunnel une très bonne résistance, l'autorisant à supporter une charge de grain supérieure à celle autorisée pour les tunnels en tôle ondulée. Les figures 2, 3 et 4 montrent que les tronçons 10 sont chacun pourvus à la base du tunnel de plusieurs ouvertures 15. Situées à la base des tronçons 10, les ouvertures 15 sont donc orientées suivant une direction D sensiblement horizontale et sensiblement inclinée par rapport à l'axe 9 du tunnel, vers la sortie du silo. Ainsi, dans la présente description la direction D des ouvertures 15 forme avec l'axe 9 du tunnel un angle A compris entre 25 et 550, de préférence compris entre 40 et 450 et valant environ 420 sur la figure 4. Chaque ouverture 15 est réalisée par enlèvement de matière et a la forme d'un rectangle ou pseudo-rectangle allongé, disposé de sorte que le long côté du rectangle soit parallèle aux plis 31. Les ouvertures 15 sont disposées côte à côte, en ligne et en colonne, de façon à former un quadrillage ou une matrice couvrant presque toute la partie inférieure de la surface 10 située près du bord inférieur 16 du tunnel. Chaque tronçon 10 présente trente ouvertures 15. Le silo décrit ici contient des grains de blé. Généralement la très grande majorité de ces grains ont sensiblement les mêmes dimensions c'est-à-dire ont des dimensions très proches de la dimension moyenne des grains. Seule une fraction extrêmement faible des grains présente des dimensions sensiblement inférieures aux dimensions moyennes des grains, par exemple, une largeur inférieure à deux tiers de la largeur moyenne des grains. Des constatations similaires peuvent également être faites pour d'autres types de grains d'origine agricole (maïs, riz, petits pois, etc). Par ailleurs, le plus souvent, il en est de même pour les grains, granulés ou billes d'origine industrielle stockés en silos et auxquels s'applique également l'invention. Le silo 1 est spécialement destiné à un matériau ayant une taille de grain supérieure à une valeur de référence déterminée. On convient que dans l'exemple de réalisation décrit ici, la valeur de référence déterminée correspond à une largeur inférieure à deux tiers de la largeur moyenne de grains du type de ceux stockés dans le silo. Les ouvertures 15 ont des dimensions inférieures à la valeur de référence déterminée. Si les ouvertures 15 ont des dimensions inférieures à la taille des grains, la surface libre qui constitue l'ouverture 15 est choisie suffisamment petite pour interdire le passage de la totalité ou d'une très grande majorité des grains. Dans le dispositif décrit, les ouvertures 15 ont une largeur de 1,6 mm et une longueur de 10 mm de sorte que les ouvertures 15 sont sensiblement représentées grandeur nature sur la figure 15. Or la largeur d'un grain de blé se situe généralement entre 2 et 3 mm. De telles ouvertures ne permettent donc pas l'entrée dans le tunnel d'un grain de blé de dimension moyenne de sorte qu'elles suffisent à arrêter la très grande majorité des grains. Les ouvertures 15 d'une même surface peuvent être réalisées notamment par découpes simultanées à la presse. Le dispositif est dépourvu de tout moyen rapporté (plaque, ...) ayant pour fonction d'empêcher l'entrée du grain dans le tunnel 4. Le présent dispositif de vidange comprend également des moyens de soufflerie pour envoyer de l'air à l'intérieur des tunnels. Ces moyens n'ont pas été représentés sur les figures et sont largement connus dans le domaine des dispositifs de vidange de silo à grain. Ils peuvent comprendre par exemple un ventilateur placé dans une gaine située à l'extérieur du silo et reliée par des gaines de raccordement à chacun des tunnels 4 du silo de sorte que de l'air atmosphérique est puisé par la gaine extérieure et est envoyé dans chaque tunnel 4 du silo. L'air pénètre enfin dans le silo au contact du grain en traversant les ouvertures 15. Bien entendu, l'extrémité du tunnel 4 qui n'est pas reliée à la gaine de raccordement est obturée. Le dispositif de vidange comprend aussi des moyens d'étanchéité pour assurer une étanchéité suffisante entre le fond 3 du silo et le bord 16 du tunnel 4. Ces moyens d'étanchéité peuvent être intégrés au tunnel 4 lui-même et/ou au fond 3 agencés à cet effet. Alternativement, selon la réalisation représentée sur les figures 2 et 3, les moyens d'étanchéité comprennent un profilé métallique 17 s'étendant le long de chaque bord 16 du tunnel 4. Un profilé de ce type est déjà décrit dans le FR-A-2 658 172. Par l'intermédiaire de l'une de ses ailes 21 parallèle au sol, le profilé 17 est fixé au fond en béton 3 du silo au moyen de fixations appropriées, par exemple au moyen de boulonnages 19 avec des chevilles ou des scellements. Une des ailes 22 du profilé parallèle aux surfaces en creux 8 de la base du tunnel est fixée aux dites surfaces en creux par boulonnage 20. La figure 3 montre que dans la réalisation décrite ici, le bord longitudinal 16 du tunnel 4 est coupé à angle droit avec la paroi du tunnel, c'est-àdire que le plan de coupe du bord 16 est orthogonal aux plis 31. Selon une variante non représentée, il est également possible de couper le bord 16 en onglet, ctest-à-dire de sorte que le plan de coupe du bord 16 soit parallèle au fond 3 et forme un angle aigu avec les plis 31. Dans les deux cas, entre l'aile 21 fixée au fond du silo et l'aile 22 fixée à la base du tunnel, le profilé comprend notamment une face 23 qui joint le bord 16 du tunnel et le fond 3 du silo. Cette face 23 s'étend parallèlement au bord 16 du tunnel et contre celui-ci. La largeur de la face 23 est supérieure ou égale à l'amplitude des créneaux générés par le gaufrage. Cette face 23 réalise une étanchéité suffisante entre le bord 16 du tunnel et le fond 3 du silo. Par "suffisante", on entend que l'étanchéité réalisée peut n'hêtre pas totale - bien que cela soit préférable - mais permet de limiter très fortement les pertes d'air au niveau du bord 16 du tunnel, de sorte que l'air envoyé par les moyens de soufflerie passe principalement par les ouvertures 15. La surface 22 présente un pli de renfort 33 permettant d'améliorer la rigidité du profilé 17. Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante. Les moyens de soufflerie, comme indiqué plus haut, envoient de l'air atmosphérique dans chacun des tunnels 4. L'air traverse les ouvertures 15 et vient au contact du grain. Chaque tunnel 4 étant de section importante, les phénomènes de turbulence sont réduits à l'intérieur du tunnel au voisinage des ouvertures 15 de sorte que l'écoulement de l'air est facilité. Comme les ouvertures 15 sont toutes orientées suivant la direction D, vers une des vannes de sortie à la base du silo, le grain se trouve soufflé et poussé vers cette vanne. On peut ainsi vider du silo tout le volume de grain représenté sur la figure 1, qui n'avait pas pu être vidé par gravité. La direction D inclinée suivant l'angle A par rapport à l'axe 9 permet de souffler le grain vers la sortie du silo sans que la forme en créneau de la paroi constitue un obstacle au flux d'air. Par ailleurs, pratiquement aucun grain ne pénètre à l'intérieur du tunnel grâce aux ouvertures 15 dont la taille est trop réduite pour permettre l'entrée des grains dont les dimensions sont proches des dimensions moyennes, c'est-à-dire supérieure à la valeur de référence déterminée. La forme en rectangle allongé des ouvertures 15 permet de réaliser des ouvertures de surface importante tout en empêchant le passage du grain. En effet, c'est la largeur du rectangle qui constitue la grandeur critique pour empêcher l'entrée du grain. Quelle que soit la longueur du rectangle, l'entrée du grain sera empêchée si sa largeur est suffisamment faible. On peut donc réaliser des rectangles étroits ayant néanmoins une surface importante permettant un important débit d'air. Ainsi, l'air envoyé par le système de ventilation ne subit pas de perte de charge sensible. Bien entendu, de nombreuses modifications et améliorations peuvent être apportées à l'invention sans sortir du cadre de celle-ci. On peut ainsi appliquer l'invention à différents types de matériaux granuleux ou pulvérulents, d'origine agricole ou industrielle. Les ondulations peuvent avoir une configuration différente. Les tunnels peuvent notamment être réalisés en tôle ondulée classique. Les ouvertures peuvent avoir des formes et des agencements très variés. Notamment on pourra réaliser des ouvertures en forme d'arc de cercle, d'étoile, de ligne brisée, etc. REVENDICATIONS 1. Dispositif de vidange de silo de matériau granuleux, notamment de silos à grains, spécialement destiné à un matériau ayant une taille de grain supérieure à une valeur de référence déterminée, comprenant des tunnels (4) disposés sur le fond (3) du silo (1), le grain reposant sur et entre les tunnels (4), la paroi de chaque tunnel (4) présentant à sa base des ouvertures (15) et étant pliée ou courbée de sorte que les ouvertures (15) sont orientées suivant une direction (D) sensiblement horizontale et sensiblement inclinée par rapport à l'axe (9) du tunnel (4) vers la sortie du silo, des moyens de soufflerie étant prévus pour envoyer de l'air à l'intérieur des tunnels (4) de sorte que l'air passant par les ouvertures (15) puisse entraîner le grain vers la sortie du silo, chaque tunnel (4) comprenant des moyens d'étanchéité (17) pour assurer une étanchéité suffisante entre le fond (3) et le bord longitudinal (16) du tunnel, caractérisé en ce que les ouvertures (15) sont disposées par groupes d'ouvertures contiguës, les ouvertures (15) sont réalisées par enlèvement de matière et ont des dimensions inférieures à la valeur de référence déterminée, le dispositif étant dépourvu de tout moyen rapporté ayant pour fonction d'empêcher l'entrée du grain dans le tunnel. 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ladite direction (D) des ouvertures (15) forme avec l'axe (9) du tunnel (4) un angle (A) compris entre 25 et 55 . 3. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que ledit angle (A) est compris entre 40 et 450. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que au moins certain des tunnels (4) sont parallèles entre eux. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la paroi de chaque tunnel (4) présente à sa base un gaufrage constitué par des plis (31) de la paroi sensiblement perpendiculaires à l'axe (9) du tunnel (4). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'ensemble de la paroi de chaque tunnel (4) présente un gaufrage constitué par des plis (31) de la paroi sensiblement perpendiculaires à l'axe (9) du tunnel (4). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité (17) comprennent un profilé (17) dont l'une des faces (23) joint le bord (16) du tunnel (4) et le fond (3) du silo. 8. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que le profilé (17) est fixé à la paroi du tunnel (4) et au fond (3) du silo. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les ouvertures (15) ont la forme d'un rectangle allongé.