Brevet FR2782705A1 — publié le 20000303

-*1 ENSEMBLE POUR L'EXTRACTION DE MATIERES PULVERULENTES OU GRANULEUSES STOCKEES DANS UN SILO, ET SILO POURVU D'UN TEL ENSEMBLE La présente invention concerne un ensemble pour l'extraction de matières pulvérulentes ou granuleuses stockées dans un silo, et concerne également un silo pourvu d'un tel ensemble. Les ensembles connus de ce type comportent au moins une vis sans fin, 1 entraînée en rotation, d'une part parallèlement et à proximité du fond du silo, autour de l'axe central vertical du silo, et d'autre part autour d'elle-même, de manière à entraîner la matière vers une ouverture prévue au centre du silo et à l'aplomb de laquelle sont disposés des moyens d'évacuation des matières hors du silo. Par ailleurs, on connait par le brevet français n0 9104315, au nom du demandeur, un extracteur dans lequel la vis est associée à un châssis support comportant des moyens d'attaque aptes à désintégrer la masse de matière et provoquer la chute de celle-ci, sous la forme d'une lame dont le 2o bord horizontal est parallèle et disposé au-dessus de la vis. Les silos sont utilisés pour contenir des matières pulvérulentes diverses et variées qui présentent des caractéristiques propres de dynamique d'écoulement. Un dispositif extracteur donné peut convenir à un type de matière et se révéler inadapté pour d'autres matières. Ainsi, I'extracteur décrit dans le brevet ci-dessus mentionné, convient aux matières s'écoulant par gravité, tel que par exemple le sucre. Les silos de stockage de ce type de matière peuvent présenter un diamètre allant jusqu'à mètres. Pour des matières pulvérulentes ou granuleuses ne s'écoulant pas ou difficilement par gravité, tel que par exemple le soja ou les sous produits d'alimentation du bétail, ce type connu d'extracteur ne convient pas. De plus, les silos contenant de telles matières sont limités à un diamètre d'environ 20 mètres maximum. io En outre, des matières dites intermédiaires (ciment, clinker, minéraux, végétaux) présentent un comportement dynamique en écoulement relativement instable. Ainsi, selon l'art antérieur, il est nécessaire d'adapter la taille du silo et les dispositifs d'extraction au type de matières selon leurs caractéristiques mécaniques d'écoulement, avec les conséquences économiques qui en résultent. L'invention remédie à cette situation et propose un ensemble d'extraction, 2( apte à être disposé dans un silo de grand diamètre (60 m), et à même de travailler des matières très différentes du point de vue de leur comportement dynamique en écoulement. A cette fin, selon l'invention, I'ensemble pour l'extraction de matières pulvérulentes ou granuleuses stockées dans un silo, du type comportant des premiers moyens d'extraction, incluant une première vis sans fin, entraînée en rotation, d'une part parallèlement et à proximité du fond du silo, autour de l'axe central vertical du silo, et d'autre part autour d'elle-même, de manière à entraîner la matières vers une ouverture prévue au centre du silo et à l'aplomb de laquelle sont disposés des moyens d'évacuation des matières hors du silo, est c a r a c t é r i s é en ce qu'il comporte des seconds moyens d'extraction, disposés à un niveau inférieur par rapport aux premiers moyens d'extraction, et aptes à reprendre, sur une partie du fond du silo, la matière extraite par ces derniers. Plus précisément, les premiers moyens d'extraction sont disposés de manière à balayer une partie du fond du silo, jusqu'au bord de ladite ouverture qui débouche dans une fosse o sont disposés lesdits seconds moyens d'extraction, ladite fosse étant elle-même reliée par une bouche aux moyens d'évacuation. Il Avantageusement, la fosse est circulaire et centrée sur l'axe central vertical du silo. De préférence, les seconds moyens d'extraction comportent une vis sans fin, is susceptible de balayer, dans un mouvement circulaire d'axe vertical central, le fond de la fosse, la vis étant en outre animée d'un mouvement de rotation sur elle-même, grâce à des moyens d'entraînement. Selon une forme préférée de réalisation, I'ensemble comporte une poutre diamétrale reposant sur les parois et/ou les bords opposé(e)s de la fosse, en porte-à-faux, et supportant ladite seconde vis et ses moyens d'entraînement en rotation. De manière avantageuse, la poutre supporte également l'extrémité proximale de la première vis (vers l'axe central du silo). Plus précisément, la première vis est solidaire, à son extrémité proximale, d'un carter de protection, abritant les moyens d'entraînement de la vis en rotation sur elle-même, le carter reposant sur ladite poutre par des moyens de roulement ou équivalents. L'extrémité distale de la première vis, repose sur le fond du silo par l'intermédiaire d'un pignon (ou roue à barillet) coopérant avec une crémaillère et associé à des moyens d'entraînement, pour permettre le déplacement de la vis en rotation dans son mouvement de balayage du fond du silo. La première vis est associée à un châssis support comportant des moyens attaque aptes à désintégrer la masse de matière et provoquer la chute de io celle-ci, et comportant un capot couvrant la première vis partiellement, au moins du côté de l'avancement de la vis dans son mouvement de balayage du fond du silo. Plus particulièrement, le capot comporte sur sa face tournée du côté d'attaque de la matière, des ouïes susceptibles d'être obturées partiellement, de manière provisoire et réglable. L'invention concerne également un silo pour le stockage de matières pulvérulentes ou granuleuses, pourvu de moyens d'extraction et ) d'évacuation des matières hors du silo, tels que mentionné ci-dessus et décrit ci-après. Plus précisément, sur le fond du silo (susceptible d'être balayé par la première vis) est prévue une ouverture qui débouche dans une fosse, de préférence circulaire et centrée sur l'axe central vertical du silo, et apte à accueillir les seconds moyens d'extraction, ladite fosse étant elle-même reliée par une bouche aux moyens d'évacuation. L'invention sera bien comprise à la lumière de la description qui suit, se 3o rapportant à un exemple illustratif mais non limitatif de l'invention, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe montrant l'ensemble d'extraction de l'invention, selon un plan diamétral vertical du silo; - la figure 2 montre l'ensemble d'extraction de la figure 1, à une échelle agrandie; - la figure 3 montre une vue en coupe selon l'axe 111-111 de la figure 2; - la figure 4 est similaire à la figure 3, à une échelle agrandie, la seconde vis étant tournée d'un quart de tour; - la figure 5 est une vue de détail des moyens d'entraînement ou en rotation de la seconde vis; - la figure 6 montre une vue de détail en coupe et en élévation des moyens d'entraînement et de support de l'extrémité de la première vis; - la figure 7 montre une vue de détail des ouverture obturables prévues sur ) le châssis support de la première vis. Sur la figure 1, on a représenté une vue en élévation en coupe, selon un plan diamétral vertical du silo, de l'ensemble de l'invention. Le silo 1, qui n'est représenté qu'en partie pour des raisons d'échelle et de clarté, présente une forme cylindrique de diamètre d'environ 60 mètres, d'axe central vertical X-X, et comporte une paroi cylindrique 2, un fond circulaire 3. Le silo délimite un volume de stockage 4 destiné à recevoir des matières granuleuses ou pulvérulentes, la figure 1 montrant le silo ) partiellement rempli, la matière formant un tas 5 (en triangle vu en coupe) en appui sur la paroi 2 et le fond 3. Le silo 1 repose sur le sol par une embase 6, entre laquelle est le fond 3 est délimité un espace 7 accueillant des moyens d'évacuation des matières vers l'extérieur 8 du silo (flèches f) et comprenant une goulotte 13 et un transporteur de reprise 14. Selon l'invention, le fond 3 du silo 1 est ouvert sur une partie circulaire 8 de sa surface, centrée sur l'axe vertical X-X du silo. L'ouverture circulaire 8 débouche sur une fosse 9 centrée sur l'axe X-X du silo, comportant une o paroi cylindrique 10 et un base 11 circulaire. La base 11 de la fosse 9 est prévue avec une bouche centrale d'évacuation 12 débouchant dans l'espace intérieur 7 entre la base 11 et le fond 3 du silo, par l'intermédiaire d'une goulotte 13, elle-même située à l'aplomb d'un transporteur de reprise 14, débouchant vers l'extérieur 15 du silo, au travers de la paroi 2. Une poutre diamétrale 16 est prévue dans la fosse 9 et repose en appui sur la paroi 10, plus précisément sur deux épaulements opposés 10A de celle- ) ci. La poutre 16 est creuse est comporte un panneau supérieur 17 affleurant sensiblement au niveau du fond 3 du silo, et un panneau inférieur 18 relativement proche de la base de la fosse 9. Les matières sont extraites du silo, selon l'invention, par des premier moyens 19 et second moyens 20 d'extraction. Les premier moyens d'extraction 19 comprennent une vis sans fin 21 (dite première vis 21) entraînée en rotation parallèlement et à proximité du fond du silo, autour de l'axe central vertical du silo, de façon à balayer le fond 3 3o du silo selon un rayon de celui-ci. La vis première 21 est associée, à son extrémité proximale (du côté de l'axe X-X), à un bâti 22 centré sur l'axe X-X, reposant sur le panneau supérieur 17 de la poutre 16, et solidaire d'un châssis radial 23 supportant la première vis 21. L'extrémité distale de la vis 21 est associée à un carter distal 24 reposant sur le fond 3 tout en permettant le déplacement circulaire de la vis par des moyens d'entraînement 25 disposés dans le carter 24. 1o La première vis 21 est également entraînée en rotation autour d'ellemême par des moyens connus en eux-mêmes (moteur 26 et engrenages 27). Les matières sont ainsi extraites du tas 5 et entraînées vers la fosse 9 par le double mouvement de la première vis 21. Les second moyens d'extraction 20, disposés à un niveau inférieur par rapport aux premier moyens d'extraction 19, comportent une vis sans fin 28 (dite seconde vis 28) susceptible de balayer dans un mouvement circulaire d'axe vertical central, le fond de la fosse. La seconde vis 28 est en outre animée d'un mouvement de rotation sur elle-même. Les moyens d'entraînement de la seconde vis 28 sont décrits ultérieurement. La figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1, montrant plus en détail les moyens de l'invention, les proportions n'étant pas respectées pour des raisons de clarté. En ce qui concerne les premier moyens 19 d'extraction, le bâti 22 abritant le moteur 26 et les engrenages 27 (d'entraînement en rotation de la première vis 21 autour d'elle-même), repose sur le panneau supérieur 17 de la poutre 16 par des roulements 29 ou équivalents. Ainsi, les éléments associés suivants: bâti 22, châssis support 23, première vis 21, carter distal 24 sont susceptibles de tourner autour de l'axe X-X pour que la vis 21 balaye le fond du silo. Dans la forme de réalisation de la figure 2, la première vis 21 présente un tronçon 30 sans pas de vis, correspondant sensiblement à la partie de la vis située au-dessus de la fosse 9. Les moyens d'entraînement de la seconde vis 28 sont disposés sur le panneau inférieur 18 de la poutre 16, et comportent d'une part un premier io moteur 31 relié à un boîtier d'engrenages 32, pour la rotation de la vis autour de son propre axe, et d'autre part un second moteur 33 pour la rotation de la seconde vis autour de l'axe X-X. La figure 3 représente un vue en coupe selon un plan vertical diamétral, de i5 la fosse 9 et des premier et second moyens d'extraction. La fosse 9 et ces mêmes moyens sont représentés avec plus de détails sur la figure 4, à une échelle différente de la figure 3, et dont les proportions n'ont pas été strictement respectées, pour rendre certains détails plus compréhensibles. La poutre 16 est pourvue sur ses flancs latéraux 34 et 35, au niveau de sa partie centrale, d'une jupe centrale 36 conique ouverte vers le bas. Le diamètre inférieur de la jupe 36 est tel qu'elle coiffe la bouche d'évacuation 12 (sur la base 11 de la fosse 9), et de préférence déborde de part et d'autre des moyens d'entraînement de la seconde vis 28, et recouvre la partie proximale de celle-ci. La figure 5 montre en détail les moyens d'entraînement de la seconde vis 28. L'ensemble moteur 31 et boîtiers d'engrenage 32A et 32B. Ce dernier, solidaire de la vis 28, est disposé en dessous du panneau inférieur 18 de la poutre 16, dans une enceinte 32C. L'ensemble moteur 31 / boîtiers 32A et 32B est monté sur une platine 37, disposée au niveau du panneau inférieur 18 de la poutre 16. La platine 37 est montée à rotation d'axe X-X sur des roulements 38. Le bord circulaire de la platine est muni d'une couronne 39 apte à engrener avec un pignon 40 solidaire de l'axe du moteur 33 à la sortie du boîtier d'engrenage 33A. Le moteur 33 entraîne ainsi la platine et donc la seconde vis 28 en rotation d'axe X-X. La figure 6 montre en coupe, selon un plan vertical diamétral du silo, le carter distal 24 incluant les moyens 25 par lesquels la première vis 21 repose sur le fond du silo et est entraînée dans un mouvement de balayage du fond du silo. Un pignon 41 est monté à rotation sur un arbre 42 fixé sur la paroi proximale 43 du carter 24 et sur un flanc intérieur vertical 44. Le pignon 41 coopère avec une crémaillère 60 prévue le fond 3 du silo. Le pignon est entraîné en rotation par un moteur 45 fixé sur la face proximale de la paroi proximale 43 du carter, et dont l'arbre est solidaire d'un pignon 46 associé à une chaîne 47 coopérant avec un pignon 48 monté sur l'arbre 42. En référence à nouveau aux figures 3 et 4, il est prévu des moyens d'attaque des matières, associés à la première vis 21. Ces moyens comportent un capot 49, sous la forme d'un auvent de direction radiale, le long du châssis 23, comportant deux panneaux 50 et 51 formant un V ouvert vers le fond du silo et coiffant la première vis 21. Un troisième panneau vertical 52 prolonge un des panneaux du V, vers le bas, en arrière du V. Le châssis 23 repose sur le fond du silo par l'intermédiaire de roues ou galets avant 53 et arrière 54 (figure 4); Par ailleurs, on a montré de façon schématique et partielle sur la figure 7 le panneau 50 du capot 49, tourné du côté d'attaque de la matière, comprenant des ouïes 55 susceptibles d'être obturées partiellement, de manière provisoire et réglable, par des volets coulissants 56. Il est ainsi possible d'améliorer, en ouvrant plus ou moins les ouïes, le fonctionnement de la première vis au moment du démarrage et en cours de balayage sur le fond du silo. Au démarrage, les ouïes sont fermées, et la seconde vis. Lesdits moyens incluent un organe 57 apte à engendrer un courant ou flux d'air et débouchant dans la poutre creuse 16. L'air en étant au contact des moyens d'entraînement (31 et 33) de la seconde vis 28, prend des calories à ces derniers. Le courant d'air poursuit son chemin vers l'intérieur du bâti 22 central, abritant les moyens d'entraînement 26 et 27 (rotation sur elle- même) de la première vis, prends des calories à ces derniers. L'air s'introduit ensuite dans un conduit 58 formant un longeron radial du châssis 49 support de la première vis. Le conduit 58 débouche dans le carter 24 dans lequel sont disposés les moyens d'entraînement 45 de la première vis dans son mouvement de balayage. 3) Le fonctionnement de l'ensemble d'extraction de l'invention est le suivant. Il Les matières aptes à s'écouler par gravité, tombent dans la fosse et sont évacuées dans un premier temps par la seconde vis 28 qui extraie et évacue les matières jusqu'à ce que celles-ci forment un tas annulaire à section triangulaire, tel que montré sur les figures 1 et 2. La première vis 21 est alors actionnée, d'abord en rotation sur elle-même, puis en balayant le fond 3 du silo. Les matières sont entraînées par la première vis 21 vers la fosse 9 ou elles tombent, et sont alors reprises par la seconde vis 28 balayant la base de la fosse. I( Dans le cas de matières ne s'écoulant pas par gravité, les première 21 et seconde 28 vis sont mises en mouvement en rotation sur elle-même d'abord puis en balayant respectivement le fond du silo et la base de la fosse. L'invention n'est pas limitée au mode décrit. Par exemple, la seconde vis 28 peut être remplacée par d'autres moyens tels qu'une chaîne à racloir ou équivalent. L'invention concerne également un silo pour le stockage de matières pulvérulentes ou granuleuses, pourvu des premier et second moyens d'extraction tels que mentionnés et décrits précédemment. REVENDICATIONS 1. Ensemble pour l'extraction de matières pulvérulentes ou granuleuses stockées dans un silo, du type comportant des premiers moyens d'extraction, incluant une première vis sans fin, entraînée en rotation, d'une part parallèlement et à proximité du fond du silo, autour de l'axe central vertical du silo, et d'autre part autour d'elle-même, de manière à entraîner les matières vers une ouverture prévue au centre du silo et à l'aplomb de laquelle sont disposés des moyens d'évacuation des matières hors du silo, caractérisé en ce qu'il comporte des seconds moyens d'extraction, disposés à un niveau inférieur par rapport aux premiers moyens d'extraction, et aptes à reprendre, sur une partie du fond du silo, la matière extraite par ces derniers. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens d'extraction sont disposés de manière à balayer une partie du fond du silo, jusqu'au bord de ladite ouverture qui débouche dans une fosse o sont disposés lesdits seconds moyens d'extraction, ladite fosse étant elle-même reliée par une bouche aux moyens d'évacuation. 3. Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les seconds moyens d'extraction comportent une vis sans fin, susceptible de balayer, dans un mouvement circulaire d'axe vertical central, le fond de la fosse, la vis étant en outre animée d'un mouvement de rotation sur elle-même, grâce à des moyens d'entraînement. 4. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une poutre diamétrale reposant sur les parois et/ou les bords opposé(e)s de la fosse, en porte-à-faux, et supportant ladite seconde vis et ses moyens d'entraînement en rotation. 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que la poutre supporte également l'extrémité proximale de la première vis (vers l'axe central du silo). 6. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première vis est solidaire, à son extrémité proximale, d'un carter de protection, abritant les moyens d'entraînement de la vis en rotation sur elle-même, le carter reposant sur ladite poutre par des moyens de roulement ou équivalents. I0 7. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'extrémité distale de la première vis, repose sur le fond du silo par l'intermédiaire d'un pignon (ou roue à barillet) coopérant avec une crémaillère et associé à des moyens d'entraînement, pour permettre le déplacement de la vis en rotation dans son mouvement de balayage du fond du silo. 8. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la première vis est associée à un châssis support comportant des moyens attaque aptes à désintégrer la masse de matière et provoquer la chute de celle-ci, et comportant un capot couvrant la première vis partiellement, au moins du côté de l'avancement de la vis dans son mouvement de balayage du fond du silo. 9. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que le capot comporte sur sa face tournée du côté d'attaque de la matière, des ouïes susceptibles d'être obturées partiellement, de manière provisoire et réglable. 10. Silo pour le stockage de matières pulvérulentes ou granuleuses, pourvu de l'ensemble d'extraction selon l'une des revendications 1 à 9, le fond du silo (susceptible d'être balayé par la première vis) comprenant une ouverture qui débouche dans une fosse apte à accueillir les seconds moyens d'extraction, ladite fosse étant elle-même reliée par une bouche aux moyens d'évacuation.