Brevet FR2719565A1 — publié le 19951110

PERFECTIONNEMENT POUR GAINE DE VENTILATION ET DE VIDANGE 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'honrne 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 phénomèmes 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 l'écoulement intégral du grain stocké par simple gravité naturelle à travers une ouverture située en partie basse, se pose un problème d'évacuation 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 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 laide d'engins mobiles équipés de godets, ou d'installations fixes fonctionmant 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 l'axe longitudinal desdits élèments sont aménagées, le long des deux bords longitudinaux inférieurs de l'élèment, 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 l'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 consommation. Par ailleurs, les ouïes de dimensions réduites sont facilement obstruées par les toiles d'araignées ou les débris telles 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 demicirculaire, une partie somnitale 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 du 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 nécessite, sans pour autant permettre la fabrication de gaines universelles puisque les ouïes doivent être dimensionnées à la fabricationn 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 elles-mêmes composées d'éléments creux ouverts aux extrémités et caractérisés en ce que la section droite de l'une des extrémités de chacun desdits éléments représente une surface inférieure à celle de la section droite de l'autre extrémité de ce même élément de façon à ce que la réalisation d'une gaine par assemblage desdits éléments posés au sol et disposés dans le même sens, en alignement les uns par rapport aux autres, avec recouvrement partiel de chaque élément sur le précédent, ménage au niveau de ce recouvrement au moins un tunnel permettant la sortie d'une partie de l1air circulant à l'intérieur de la galerie constituée par ladite gaine et le sol sur lequel elle repose. Selon une caractéristique complémentaire, les éléments de gaine précités sont façonnés de telle sorte que, dans la zone de recouvrement les deux éléments se plaquent lun contre l'autre dans leur partie supérieure et sont décollés l'un par rapport à l'autre, en partie inférieure, sur au moins l'un de leur coté, pour localiser l'ouverture du tunnel, par laquelle s'échappe l'air, au niveau du sol sur lequel repose la gaine. Selon une autre caractéristique, les flancs desdits éléments de gaine sont façonnés de manière à ce que, d'une part, les tunnels précités soient de section décroissante lorsque l'on va de l'intérieur de la gaine vers l'extremité des tunnels par laquelle s'échappe l'air, de manière à constituer des tuyères communiquant une vitesse et une force croissantes aux jets d'air sortant de la gaine, et d'autre part à ce que ces flancs orientent les jets d'air obliquement par rapport à l'axe longitudinal de la gaine. Selon une autre caractéristique, dans le cas d'un réseau constitué de gaines disposées de façon parallèles les unes par rapport aux autres, chacune des gaines pourra être décalée, dans le sens longitudinal par rapport à celle qui la voisine, d'une demi-longueur de 1 'élément qui la compose de façon à ce que les tuyères de sortie d'air de deux gaines voisines ne soient pas en vis à vis le unes des autres mais décalées, Pour que le croisement des jets d'air 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 l'air dans le tas de grain lors de la ventilation. On pourra également obtenir ce même résultat d'efficacité, apporté par la disposition décalée des ouvertures précitées, en façonnant de façon dissymétrique la partie gauche de la partie droite des éléments de 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'a titre d'exemples non limitatifs - La figure 1 est une vue de dessus d'une tole montrant le tracé des pliages de façonnage de l'élément selon l'invention. - La figure 2 est une vue en perspective d'un élément selon l'invention. - La figure 3 est une vue de dessus d'une gaine constituée par assemblage de 3 éléments selon l'invention. - La figure 4 est une de coté d'une gaine constituée par assemblage de 3 éléments selon l'invention. - La figure 5 est une section verticale selon I, I des figure 3 et 4. - La figure 6 est une vue en perspective d'une gaine constituée d'élèments selon l'invention. - La figure 7 est une coupe transversale d'un silo équipé de gaines selon l'invention et montrant le circuit empunté par l'air lorsque le système fonctionne en vidange, représentée sur la partie gauche du dessin, et lorsque le système fonctionne en ventilation, représentée sur la partie droite du dessin. - La figure 8 est une coupe horizontale selon II, II du silo représenté sur la figure 7. - les figures 9 et 10 représentent des vues en perspective de variantes de pliages pour la réalisation des éléments selon 1' invention. - les figures 11, 12, 13, 14 représentent les sections droites, effectuées au niveau de la zone de recouvrement d'un élément sur le suivant, de variantes de réalisation d'élèments de gaine selon l'invention. - La figure 15 est une vue de dessus montrant deux gaines voisines dont les élément sont décalés l'un par rapport à l'autre, dans le sens longitudinal de la demi-longueur du pas (d) de pose des éléments constituant la gaine, de façon à décaler les sorties d'air. - La figure 16 est une vue de dessus montrant deux gaines voisines constituées par l'assemblage de deux types différents d'élèments de gaine : l'un étant un simple tunnel de section droite constante, l'autre étant un élément identique à celui qui est présenté en figure 9. La disposition en alternance de ces deux types d'élèments différents permettant d'obtenir un décalage des sorties d'air. - les figures 17 et 18 sont des vues de dessus montrant deux gaines voisines réalisées à l'aide d'élèments dissymétriques pour décaler les sorties d'air. - La figure 19 est une vue de dessus montrant, dans une cellule de stockage cylindrique, une disposition de gaines constituées d'élèments identiques à celui de la figure 2, terminées par un élément dextremité triangulaire muni d'une ouïe de sortie d'air à son extremité. - La figure 20 est une vue de dessus montrant, dans une cellule de stockage cylindrique, une disposition de gaines de section décroissante constituées d'élèments similaires à ceux de la figure 21. - La figure 21 est une vue en perspective montrant une gaine constituée d'élèment de section croissante. La gaine de circulation et de distribution d'air selon l'invention portant la référence générale (1) est constituée par l'assemblage d'au moins deux éléments creux (2) et (3) posés sur le sol (4) et disposés dans le même sens en alignement l'un par rapport à l'autre, l'élément (3) venant recouvrir partiellement l'élément (2) ménageant ainsi au voisinage du sol, et dans leur zone de recouvrement, deux espaces (5) et (6) mettant en communication l'intérieur de la gaine (1) avec l'extérieur. Selon le mode de réalisation proposé à titre d'exemple, l'élément de gaine (2) est obtenu à partir d'une feuille de métal façonnée, grace à cinq pliages AD, BE, B'E', BF, B'F', en une surface prismatique, ayant la forme générale d'un dièdre, ouvert vers le bas, dont l'arête sommitale AD est parallèle au plan P1 contenant les deux ailes extrèmes BCFG et B'C'F'G' et dont les flancs triangulaires, BFE et B'F'E', appartiennent respectivement aux plans concourants P3 et P4 disposés symétriquement par rapport au plan P1. Les angles des différents pliages sont tels que les faces ABED et AB'E'D', ayant la forme de quadrilateres, sont planes et disposées symétriquement par rapport au plan P2 de façon à ce que, dans la zone de recouvrement d'un élément sur 1 'autre, ces faces viennent coiffer, en se plaquant sur elles, les faces correspondantes de l'élément précédent afin d'éviter au maximun les fuites d'air inutiles dans cette partie supérieure de l'élément de gaine pour canaliser au mieux la veine d'air vers les tuyères (5) et (6). Chaque l'élément possède au voisinage de 1 'une de ses extrémités dans la zone de recouvrement avec l'élément suivant au moins deux trous (7) et (8) disposés symétriquement de part et d'autre de l'arête sommitale AD et permettant l'assemblage de deux éléments successifs par rivets, vis ou boulons lorsque les trous (7) et (8) sont amenés en vis à vis des trous (9) et (10) appartenant à une rangée de plusieurs trous ménagés à l'extrémité correspondante de l'élément suivant, de façon à permettre d'assembler deux éléments successifs en réglant leur pas (d) pour obtenir une section de sortie des tuyères (5) et (6), par lesquelles s'échappe l'air, en corrélation avec les caractéristiques du produit stocké, la hauteur d'entassement de celui-ci, et les caractéristiques du ventilateur. En effet on remarquera que plus le pas (d) diminue plus la section de sortie des tuyères (5) et (6) diminue également. L'ensemble du système de ventilation et vidange comprend, en amont de la gaine (1) un ventilateur (11) aspirant de l'air extérieur au silo pour l'envoyer, en le comprimant, dans un couloir fermé (12) qui peut être mis en communication avec les gaines (1) par l'ouverture de trappes (13). Lorsque les trappes de vidange du grain (14) sont fermées et que le compartiment contient du grain, l'air envoyé dans les gaines (1) sort par les tuyères (5) et (6) de chaque élément et traverse le tas de grain (15) pour en assurer la ventilation. En phase de vidage, après ouverture de la trappe (14) le tas de grain s'écoule par simple gravité jusqu'à son angle de talus naturel (16) puis les jets d'air (17) sortant des gaines (1) par les tuyères (5) et (6), fluidisent le pied du tas de grain et poussent le grain en l'accompagnant vers les trappes (14) de sortie du grain où ce grain est repris par un transporteur à chaine (18) qui l'achemine jusqu'à la sortie du silo. L'air, après avoir poussé le grain vers le transporteur à chaine (18), sous l'action du ventilateur (21) qui travaille en aspiration, en créant ainsi une dépression dans la galerie (19), emprunte ladite galerie (19), qui est séparée par le plancher (20) de la galerie (12). Après avoir traversé le ventilateur (21) l'air en provenance de la galerie (19) est filtré par un dispositif (22) destiné à retenir les poussieres qu'il contient, puis est réjeté à l'extérieur du silo. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et representés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATION 1 - Gaine destinée à la circulation et à la distribution d'air constituée d'au moins deux éléments (2) et (3) disposés dans le même sens, en alignement l'un par rapport à l'autre, l'élément (3) venant recouvrir partiellement l'élément (2), caractérisée en ce que dans ladite zone de recouvement l'élément (2) est plaqué contre l'élément (2) sur toute sa partie supérieure et décollé par rapport à l'élément (3) sur une partie au moins de l'une de ses ailes inférieures de façon à ménager au voisinage du sol un tunnel (5) par lequel peut s'échapper vers l'extérieur une partie de l'air circulant à l'intérieur de la gaine (1). 2 - Gaine selon la revendication 1 caractérisée en ce que le tunnel (5) est disposé obliquement par rapport à l'axe longitudinal de la gaine (1) 3 - Gaine selon la revendication 2 caractérisée en ce que la surface de la section droite de l'entrée du tunnel (5) par laquelle entre l'air en provenance de la gaine (1) est d'une surface inférieure à la section de sortie du tunnel (5) par laquelle s'échappe l'air. 4 - Gaine (1) selon la revencication 2 ou 3 caractérisée en ce que les éléments qui la constituent sont décalés dans le sens longitudinal d'un demi-pas (d/2) par rapport à ceux qui constituent la gaine voisine de façon à décaler les sorties d'air des tunnels (5) des deux gaines l'une par rapport à l'autre d'un demi-pas (d/2). 5 - Gaine (1) selon l'une queconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que les éléments qui la composent ont la forme générale d'un dièdre ouvert vers le bas et dont une partie d'au moins une aile inférieure est rabattue dans un plan sensiblement perpendiculaire au sol pour former le tunnel (5). 6 - Gaine (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que les éléments qui la composent ont la forme général d'un demi-cylindre dont une partie d'au moins une aile inférieure est rabattue dans un plan sensiblement perpendiculaire au sol former le tunnel (5). 7 - Gaine (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que les élèments qui la constituent sont semblables les uns aux autres mais de sections décroissantes au fur et à mesure que l'on s'approche de l'extrémité de la gaine.