Brevet FR2720055A1 — publié le 19951124

PERFECTIONNEMNT POUR GAINE DE DISTRIBUTION D'AIR ET DE FLUIDISATION POUR PRODUITS PULVERULENTS ET GRANULEUX La présente invention concerne un dispositif permettant la ventilation optimale de produits pulvérulents ou granuleux tels que des céréales stockés en tas et la vidange par fluidisation dudit produit. Depuis longtemps, le besoin de conserver correctement les céréales à conduit l'homme à construire des silos de stockage équipés de moyens de ventilation permettant de faire traverser le tas de grain par un volume d'air suffisant pour éviter les phônarimes de fermentation très préjudiciables à la qualité du grain. Par ailleurs, dans tous les silos à fond plat, moins coûteux à construire que les silos à fond incliné qui permettent 1'écoulement intégral du grain stocké par simple gravité naturelle à travers une ouverture située en partie basse, se pose un problème d'evacuation du volume de grain ne s'écoulant pas par gravité naturelle.En effet les caractéristiques spécifiques de chaque type de grain : forme, poids, rugosité périphérique, taux d'humidité, se traduisent par un angle naturel de repos, pour ledit grain entreposé en tas, qui conditionne directement le volume de grain, qui, ne s'écoulant pas de façon naturelle lorsqu'une trappe est ménagée en un point quelconque de la surface d'appui au sol dudit tas, nécessite site l'utilisation de moyens manuels, mécaniques ou pneumatiques pour son acheminement jusqu'à ladite trappe d'évacuation. Ce volume de grain ne s'écoulant pas par gravité naturelle est communément appelé tas résiduel et c'est donc sous cette dénomination que nous le désignerons dans le présent document. I1 existe déjà un certain nombre de dipositifs permettant l'évacuation du tas résiduel après écoulement gravitaire d'une partie du grain stocké. Outre les moyens purement manuels, à l'aide de pelles, ou mécaniques, à l'aide d'engins mobiles équipés de godets, ou d' installations fixes fonctionmant a' à l'aide de racles actionnés par des cables ou des chaines, les plus communément employés sont des dispositifs pneumatiques qui offrent, sur les précédents, l'avantage de permettre en plus la ventilation du tas de grain durant son stockage.Ces dispositifs pneumatiques sont généralement composés d'un ventilateur envoyant de l'air dans un réseau de graines fixées à même le sol sur lequel est entreposé le tas de grain. Ces gaines sont généralement constituées d'élèments fabriquées à partir d'une tole de forte épaisseur, ondulée et cintrée en forme de demi-cylindre et posés les uns à la suite des autres pour former un tunnel de la longueur voulue.Dans les flancs des ondes disposées transversalement par rapport à 1taxe longitudinal desdits élèments sont aménagées, le long des deux bords longitudinaux inférieurs de 1'élément, des ouvertures en forme d' ouïes destinées à créer des jets d'air orientés en direction des trappes d'évacuation du produit permettant de fluidiser le pied du tas résiduel et d'acheminer ensuite le grain jusqu'au dispositif de reprise du grain. Les systèmes actuels présentent cependant un certain nombre d'inconvenients : tout d'abord la disposition actuelle des ouïes directement aménagées dans les flancs des ondes impose, pour éviter au grain d'envahir 1'intérieur des gaimes, des dimensions nécessairement réduites desdites ouïes, lesquelles dimensions réduites, se révélent très pénalisantes sur le plan aérodynamique en divisant le flux d'air dont elles brisent la force et donc l'efficacité, obligeant ainsi pour obtenir une efficacité satisfaisante à augmenter de façon importante la puissance du ventilateur, et donc son coût d'achat et sa consomnation. En outre, la disposition verticale desdites ouïes imposée par la configuration même des gaines se révèle elle aussi pénalisante pour la mise en mouvement de 1 'air au niveau du sol où se situe le pied de talus du produit à fluidiser, obligeant, là encore, à augmenter la puissance du ventilateur pour obtenir un résultat satisfaisant. Par ailleurs, les ouïes de dimensions réduites sont facilement obstruées par les toiles d'araignées, les débris tels que des pailles, ou même du grain, qui réussissent à passer à l'intérieur des gaines. D'autre part, lesdites gaines présentent, en raison de leur forme demi-circulaire, une partie sommitale dont la pente est insuffisante pour assurer l'écoulement gravitaire total du produit stocké ce qui impose une balayage manuel complémentaire en fin de vidange de l'aire de stockage pour assurer la propreté correcte des lieux. Enfin, le mode de fabrication des gaines actuelles se révèle très coûteux de part le nombre d'opérations qu'il impose (fabrication des ondes, cintrage, perforation des ouïes) et de l'outillage qu'il né nécessite, sans pour autant permettre la fabrication de gaines universelles puisque les ouïes doivent être dimensionnées, à la fabrication, en fonction des caractéristiques spécifiques du produit concerné. La présente invention veut donc remédier aux inconvénients précédemment invoqués en proposant un système, permettant la ventilation et la vidange par fluidisation du pied de talus et acheminement pneumatique de produits pulvérulents ou granuleux, tels que des céréales ou graines, stockés en tas, constitué d'un ventilateur envoyant de l'air dans un réseau de gaines ellesarêmes composées d'élèments creux, alignés et assemblés bout à bout ou avec un recouvrement partiel de chaque élèment sur le précedant pour assurer l'étancheité au niveau du raccord de deux éléments consécutifs, caractérisé en ce qu'un dispositif que nous désignerons dans ce texte sous le terme de dispositif injecteur, permettant à une partie de l'air de s'échapper de la gaine au voisinage du sol, en forme de jets selon une direction déterminée, est interposé entre le sol et au moins l'une des deux extrémités latérales d'appui de l'élément creux précité formant la partie supérieure de la gaine. Selon une caractéristique uplémentaire, le dispositif injecteur précité est constitué par des blocs entretoises pleins, indépendants les uns des autres, ayant en vue de dessus la forme générale de quadrilatères, d'une épaisseur telle qu' ils occupent en hauteur tout 1' espace compris entre le sol et l'extrémité latérale d'appui de la gaine, lesdits blocs entretoises, répartis le long de l'extrémité latérale d'appui de la gaine, n'étant pas jointifs entre eux dans le sens de l'axe longitudinal de la gaine de façon à ménager entre eux des espaces par lesquels l'air circulant à l'intérieur de la gaine peut s'échapper à l'extérieur de cette gaine, lesdits blocs étant immobilisés par fixation au sol, ou à la gaine, ou au sol et à la gaine. Selon une autre caractéristique, le dispositif injecteur peut être constitué par une plaque entretoise d'une épaisseur telle qu'elle occupe tout 1' espace compris entre le sol et 1'extrémité latérale concernée de la gaine, cette plaque entretoise, ayant une certaine largeur dans le sens transversal et s'étendant longitudinalement sous 1'extrémité latérale d'appui de la gaine, étant creusée, sur une partie au moins de son épaisseur, d'évidements mettant en communication 1'intérieur de la gaine avec l'extérieur, lesdits évidements étant orientés obliquement par rapport à l'axe longitudinal de la gaine de façon à diriger obliquement les jets d'air s'échappant de l'intérieur de la gaine par ces s évidements. Ces évidements peuvent être creusés dans la plaque entretoise à partir de sa face supérieure sur une partie de son épaisseur, et ils peuvent aussi être creusés à partir de la face inférieure de la plaque entretoise sur une partie seulement de son épaisseur. Ces évidements peuvent également être creusés dans toute l'épaisseur de la plaque entretoise mais sur une partie de Sa largeur seulement de façon à ce que les parties de la plaque entretoise séparant deux évidements suc successifs restent solidaires entre elles selon une disposition en dents de peigne. Dans le cas où ces évidements sont réalisés sur la partie inférieure de la plaque entretoise, c'est à dire sur sa face en contact avec le sol, et sur une partie seulement de son épaisseur, lesdits évidements devront traverser complètement la plaque entretoise pour mettre en communication 1'intérieur de la gaine avec l'extérieur. Par contre, dans le cas où ces évidements sont réalisés dans la partie supérieure de la plaque, c'est à dire à partir de la face de ladite plaque entretoise en contact avec l'extrémité latérale d'appui de l'élèment supérieur de la gaine, ils peuvent être réalisés en forme d'échancrures, à partir du bord de cette plaque extérieur à la gaine, sans traverser complètement ladite plaque sur toute sa largueur. Les faces latérales, supérieures et inférieures, des évidements peuvent ne pas être parallèles entre elles mais obliques les unes par rapport aux autres en forme de tronc de pyramide pour une meilleure efficacité sur le plan aérodynamique et on notera que, de façon préférentielle, 1 'une au moins des faces latérales, sensiblement verticale par rapport au sol, desdits évidements forme avec le plan vertical passant par l'axe longitudinal de la gaine un angle oC inférieur à 600 dans le plan horizontal. Dans le cas où les évidements susmentionnés, mettant en oommunication 1'intérieur de la gaine avec l'extérieur, seront disposés dans la partie supérieure de la plaque entretoise, il sera avantageux d'élargir l'arête reposant sur ladite plaque entretoise par une aile rapporté ou solidaire de ladite partie supérieure de la gaine de façon à ce que cette aile d'appui constitue un couvercle permettant de fermer sur une partie de leur longueur, le haut des évidements pour que ceux-ci soient conformés en tunnels et canalisent ainsi mieux 1'air s'échappant de la gaine en jets puissants et bien orientés dans la direction souhaitée. Selon une autre caractéristique, dans le cas d'un réseau constitué de gaines disposées de façon parallèles les unes par rapport aux autres, les dispositifs injecteurs situés de part et d'autre de la même gaine pourront avoir leurs évidements respectifs décalés l'un par rapport à l'autre, dans le sens longitudinal, de la demi-valeur d'entraxe de deux évidements successifs, pour que le croisement des jets d'air qui en découle assure tout à la fois, un meilleur balayage de l'espace compris entre ces deux gaines lors de la fluidisation du pied de talus du tas résiduel en phase de vidange et une répartition plus homogène de 1 'air dans le tas de grain lors de la ventilation. Quelle que soit leurs conformations, les évidements susmentionnés peuvent également ne pas être tous identiques entre eux et ne pas être orientés parallèlement les uns aux autres mais au contraire être de sections et d'orientations différentes dans le plan horizontal et le plan vertical, de façon à ce que les jets d'air qui s'en échappent aient eux aussi des forces et des directions différentes pour assurer un meilleur balayage de 1 'espaoe au sol compris entre deux gaines voisines. Pour les mêmes raisons, certains au moins des évidements du dispositif injecteur peuvent être munis de déflecteurs intérieurs permettant de diviser en plusieurs jets divergents ou convergents le flux d'air s'échappant de la gaine par lesdits évidements. Les faces longitudinales du dispositif injecteur qui sont situées à 1 'extérieur de la gaine dans une position sensiblement verticale par rapport au sol, peuvent également ne pas être rectilignes dans le sens longitudinal mais comporter des bossages, en vis à vis des évidements susmentionnés, pour permettre de prolonger ces derniers et améliorer ainsi la formation et le guidage des jets d'air en provenance de l'intérieur de la gaine. Enfin la plaque entretoise dans laquelle est réalisé le dispositif injecteur peut être avantageusement constituée d'un matériaux légèrement déformable tel que du bois, du plastique, ou du caoutchouc, pour assurer une bonne étancheité de la galerie en épousant correctement le sol et 1 'extrémité latérale d'appui de la partie supérieure de la gaine, afin que l'air circulant à l'intérieur de la gaine puisse s'échapper uniquement par les évidements pré précédemment décrits et non pas par des fuites dues aux déformations du sol ou des gaines ou à des malfaçons légères dans la planéité du sol ou des extrémités latérales d'appui de la partie supérieure de la gaine. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs - La figure 1 est une section verticale selon I, I de la figure 2. - La figure 2 est une vue de dessus d'une gaine selon l'invention. - La figure 3 est une vue de coté d'une gaine selon l'invention. - La figure 4 est une vue en perspective d'une gaine selon l'invention. - La figure 5 est une coupe transversale, d'un silo équipé de gaines selon l'invention, montrant le circuit emprunté par l'air lorsque le système fonctionne en vidange, représenté sur la partie gauche du dessin, et lorsque le système fonctionne en ventilation, représenté sur la partie droite du dessin. - La figure 6 est une coupe horizontale selon II, II du silo représenté sur la figure 5. Les figures 7, 8, 9, 10, 11 représentent des variantes de réalisation de gaines selon l'invention, les moitiés gauches de ces figures correspondent aux demi-sections transversales effectuées au niveau de l'un des évidements mettant en communication 1'intérieur de la gaine avec 1'extérieur, les moitiés droites de ces figures corespondent aux demi-sections transversales effectuées entre deux évidements. - La figure 12 est une vue de dessus montrant deux gaines voisines dont les évidements sont décalés les uns par rapport aux autres dans le sens longitudinal de la gaine, de la demi-longueur d'un espace séparant deux évidements successifs de façon à décaler d'autant les sorties d'air correspondantes. - La figure 13 est une vue de dessus montrant une gaine équipé de dispositifs injecteurs particuliers dont les évidements comportent un déflecteur intérieur permettant de diviser les jets d'air initiaux en deux jets d'air de directions et de forces différentes. - La figure 14 est une coupe horizontale agrandie, effectuée sur l'un des évidements de la vue 13, montrant les détails de réalisation de l'évidement, du bossage extérieur et du déflecteur intérieur partageant le jet d'air initial en deux jets d'air de forces et de directions différentes. La figure 15 est une vue de dessus montrant une gaine équipée de dispositifs injecteurs permettant d'obtenir des jets d'air sortant de la gaine selon deux angles différents, l'ordre dans le sens longitudinal de la gaine de ces angles étant alterné sur l'un des cotés de la gaine par rapport à l'autre de façon à ce que les jets d'air situés en vis à vis pour deux gaines voisines sortent desdites gaines avec pour chacun un angle différent. La gaine de circulation et de distribution d'air selon l'invention portant la référence générale (1) est constituée en partie supérieure par des élèments creux (2), ayant la forme générale de dièdres ouverts vers le bas, et dont les extrémités latérales inférieures d'appui reposent sur des plaques entretoises (3) et (4) dans lesquelles sont ménagés des évidements (5) mettant en oommunication 1'intérieur de la gaine (1) avec l'extérieur, et permettant ainsi à l'air circulant à l'intérieur de la gaine (1) de s'échapper sous forme de jets (7). Dans la figure 1 on notera que les évidements qui ont été effectués a partir de la face inférieure des plaques entretoises forment avec le sol (6) un tunnel dont les faces latérales (5a) et (5b) ne sont pas parallèles entre elles mais concourantes, l'intersection du prolongement fictif de ces faces latérales (5a) et (5b) se situant à l'extérieur de ladite gaine, de sorte que la surface de la section droite dudit tunnel (5) va en diminuant de l'intérieur de la gaine vers l'extérieur et que l'air qui s'échappe de la gaine (1) en empruntant ce tunnel (5) subit de ce fait une accelération de vitesse.Les différents évidements (5) sont orientés obliquement par rapport à la gaine (1) de façon à ce que l'une au moins de leur faces latérales (5a) ou (5b) forme avec le plan vertical passant par l'axe longitudinal de la gaine (1) un angle Ot , inférieur à 600 dans le plan horizontal. L'ensemble du système de ventilation et vidange comprend, en amont des gaines (1) un ventilateur (8) aspirant de 1'air extérieur au silo pour 1 'envoyer, en le comprimant. dans un couloir ferré (9) qui peut être mis en oommuication avec les gaines (1) par l'ouverture de trappes (10). lorsque les trappes de vidange du grain (11) sont fermées et que le compartiment contient du grain, l'air envoyé dans les gaines (1) sort par les évidements (5) de chaque élèment diffuseur et traverse le tas de grain (12) pour en assurer la ventilation.En phase de vidange, après ouverture de la trappe (11) le tas de grain s'écoule, par simple gravité, jusqu'à son angle de talus naturel (13) puis les jets d'air (7) sortant des gaines (1) par les évidements (5), fluidisent le pied du tas de grain et poussent le grain en l'accompagnant vers les trappes (11) de sortie du grain où ce grain est repris par un transporteur à chaine (14) qui l'achemine jusqu'à la sortie du silo. L'air, après avoir poussé le grain vers le transporteur à chaine (14), sous l'action du ventilateur (15) qui travaille en aspiration, en créant ainsi une dépression dans la galerie (16), emprunte ladite galerie (16), qui est séparée par le plancher (17) de la galerie (9). Après avoir traversé le ventilateur (15) l'air en provenance de la galerie (16) est filtré par un dispositif (18) destiné à retenir les poussières qu'il contient, puis est réjeté à l'extérieur du silo. Bien entendu, 1' invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs cnmhinaisons. REVENDICATION 1 - Gaine (1) de circulation et de distribution d'air permettant la ventilation et le déplacement par fluidisation de produits pulvérulents ou granuleux, constituée en partie supérieure d'éléments longitudinaux (2), disposés horizontalement et ayant la forme générale de dièdres ouverts vers le bas, caractérisée en ce que, entre le sol (6) et les extrémités latérales longitudinales d'appui des éléments (2) précités sont interpose'es -des plaques entretoise, (3) et (4) dans lesquelles sont menagés des évidements (5) disposés obliquement par rapport à l'axe longitudinal de la gaine (1) mettant en camiamication l'intérieur de la gaine (1) avec l'extérieur. 2 - Gaine selon la revendication 1 caractérisée en ce que au moins l'une des faces s (5a) ou (5b) des évidements (5), disposée sensiblement verticalement par rapport au sol (6), forme avec le plan vertical passant par l'axe longitudinal de la gaine un angle inférieur à 600 dans le plan horizontal. 3 - Gaine (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce que les évidements (5) sont réalisés à partir de la face inférieure, en contact avec le sol (6), des plaques entretoises (3) et (4), de sorte que le sol (6) forme la face inférieure desdits évidements (5). 4 - Gaine (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce que les évidements (5) sont réalisés à partir de la face supérieure des plaques entretoises (3) et (4). 5 - Gaine (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce que la hauteur des évidements (5) est égale à l'épaisseur des plaques entretoises (3) ou (4). 6 - Gaine (1), selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les évidements (5) situés d'un coté de la gaine (1) sont, par rapport à ceux qui sont situés de l'autre coté de cette même gaine, décalés, dans le sens longitudinal de la gaine, de la demi-valeur d'entraxe de deux évidements suc successifs. 7 - Gaine (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que les évidements (5) ne sont pas parallèles entre eux mais orientés selon des directions différentes dans le plan horizontal ou vertical. 8 - Gaine (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que les évidements (5) comportent au moins un déflecteur intérieur divisant le jets initial en plusieurs jets secondaires (7). 9 - Gaine (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisésée en ce que les évidements (5) situés de part et d'autre de la gaine (1) sont réalisés dans une seule plaque entretoise (3) s'étendant, dans le sens transversal, sur une largeur au moins égale à la largeur hors tout de la gaine (1). 10 - Gaine (1) selon 1 'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que les éléments longitudinaux (2) constituant la partie supérieure de la gaine (1) sont de forme demi-cylindrique.