Brevet FR2811653A1 — publié le 20020118

DISPOSITIF A RELEVAGE VERTICAL POUR L'EXTRACTION DE MATIERES STOCKEES DANS UN SILO La présente invention concerne le domaine de l'extraction de matières pulvérulentes ou granuleuses stockées dans un silo. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif à relevage vertical destiné à extraire d'un silo de tels types de matières. Les dispositifs classiques destinés à l'extraction de matières stockées dans un silo comportent au moins une vis sans fin entraînée en rotation à la fois autour d'un axe vertical et sur elle-même. La conjugaison des deux mouvements de la vis sans fin entraîne la matière stockée vers le centre du silo o est pratiquée une ouverture. Ladite matière est ensuite évacuée à l'aide de tous moyens connus, tels qu'un transporteur à bande disposé sous l'ouverture centrale du silo. Dans certains cas particuliers, comme les silos en forme de dôme par exemple, la vis sans fin, en plus de ses possibilités d'être entraînée en rotation sur elle-même et autour d'un axe vertical afin de balayer la surface de base du silo, est dotée de moyens lui permettant d'être inclinée par rapport à ladite surface de base. On connaît par le brevet US 5 098 247, un dispositif destiné à l'extraction de matières stockées dans de tels silos, comportant une colonne traversant le dôme et susceptible d'être entraînée en rotation sur elle- même entre deux paliers, I'un disposé au sol au centre du silo, l'autre au sommet du dôme. Cette colonne centrale comporte, en son sommet, des moyens permettant le relevage de la vis sans fin permettant d'incliner cette dernière par rapport à la surface de base du silo. Ces moyens de relevage sont constitués d'un câble et d'un treuil fixés au sommet de la colonne centrale et à l'extrémité d'un châssis support associé à la vis sans fin. Cependant, un tel dispositif mettant en oeuvre une colonne centrale de dimension très importante entraîne une multiplication des pièces ainsi que des difficultés de manipulation. En effet, la rotation sur elle-même de la colonne centrale, nécessaire pour permettre l'entraînement en rotation de la vis sans fin autour de l'axe vertical du silo, implique une certaine difficulté de mise en oeuvre du dispositif. L'intégration d'un tel dispositif lors de la construction d'un silo est relativement complexe et, en cas d'installation du dispositif sur un silo déjà existant, la mise en place d'une colonne centrale demande un travail d'adaptation des infrastructures existantes long, onéreux et fastidieux. On connaît en outre par le brevet US 5 366 067 un dispositif présentant également une vis sans fin apte à être inclinée par rapport à la surface de base d'un silo en dôme. Le dispositif décrit par ce document comporte une pièce support dont la base est montée en rotation au-dessus de l'ouverture d'évacuation et dont la surface supérieure est inclinée d'un angle ó par rapport à l'horizontale. Une vis sans fin est montée à l'extrémité de ladite pièce support, au niveau de sa surface supérieure, la base de la vis sans fin étant inclinée par rapport à l'axe de ladite vis d'un angle o( complémentaire de l'angle g. La conjugaison des mouvements de rotation de la vis sans fin et de la pièce support, par l'effet des angles a et 5, entraîne l'inclinaison de la vis sans fin durant le balayage. Cependant, une telle structure entraîne une multiplication des pièces tournantes, ainsi qu'une certaine complexité de mise en oeuvre. De plus, la conformation particulière de ce dispositif induit un important porte-à-faux de la vis sans fin, soumettant cette dernière à des risques de 0o flexion en phase de travail ou en cas de poids excessif dû à la matière sur l'extrémité de la vis sans fin. De plus, la complication cinématique d'un tel dispositif favorise les risques de panne au niveau des différents entraînements en rotation qui sont particulièrement difficiles d'accès. Dans ce contexte, la présente invention a pour but de pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif d'extraction à relevage vertical qui soit relativement aisé à construire et notamment à adapter à des silos existants, et présentant un nombre réduit de pièces en mouvement. A cet effet, selon l'invention, I'ensemble pour l'extraction de matières pulvérulentes ou granuleuses stockées dans un silo présentant en son centre une ouverture débouchant dans une fosse reliée par une bouche à des moyens d'évacuation des matières hors du silo, du type comportant des moyens d'extraction, comprenant une vis sans fin, entraînée en rotation, d'une part autour de l'axe central vertical du silo et d'autre part autour d'elle-même, des moyens d'inclinaison de la vis sans fin par rapport à l'axe central vertical du silo, est caractérisé en ce que les moyens d'inclinaison comportent une articulation de la vis sans fin sur un socle disposé au centre du silo selon une liaison de type pivot, d'axe perpendiculaire à l'axe central vertical du silo. Avantageusement, les moyens d'inclinaison comprennent en outre des moyens de relevage de la vis sans fin, des moyens support de la vis sans fin étant associés aux moyens de relevage. De préférence, ces moyens support de la vis sans fin sont constitués d'une poutre en treillis métallique et sont aptes à venir en appui sur les moyens de relevage. Selon une forme préférée de réalisation, les moyens de relevage comprennent un treuil associé à un câble et l'articulation de la vis sans fin sur le socle disposé au centre du silo comporte un joint tournant hydraulique. Selon une autre forme de réalisation, I'ensemble comporte des seconds moyens d'extraction, disposés dans la fosse à un niveau inférieur par rapport aux premiers moyens d'extraction, incluant une seconde vis sans fin, susceptible de balayer, dans un mouvement circulaire autour de l'axe central vertical du silo le fond de la fosse, ladite vis étant en outre animée d'un mouvement de rotation sur elle-même, grâce à des moyens d'entraînement. L'invention concerne également une aire de stockage de matières pulvérulentes ou granuleuses présentant en son centre une ouverture débouchant dans une fosse reliée par une bouche à des moyens d'évacuation des matières, et comportant un ensemble pour l'extraction des matières stockées conforme à l'invention. L'invention sera bien comprise à la lumière de la description qui suit, se rapportant à des exemples illustratifs mais non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est une vue partielle d'un silo équipé de l'ensemble d'extraction selon l'invention; - La figure 2 est une vue latérale en coupe partielle de la liaison entre les moyens d'extraction et le silo o10 - La figure 3 une vue en coupe d'une partie des moyens de relevage des moyens d'extraction; La figure 4 est une vue de face des détails de la liaison 1 5 entre les moyens d'extraction et le silo. La figure 1 représente un ensemble pour l'extraction de matières pulvérulentes ou granuleuses (non représentées), stockées dans un silo 1 en forme de dôme présentant en son centre une ouverture débouchant dans une fosse 2 reliée par une bouche 3 à des moyens d'évacuation des matières hors du silo 1. Les moyens d'évacuation (non représentés) sont constitués par exemple d'un transporteur à bande ou autre permettant l'évacuation des matières en dehors du silo 1. Le silo 1 est équipé de moyen d'extraction 4 composé d'une vis sans fin 5 s'étendant selon un rayon du silo 1. La vis sans fin 5 est apte à être entraînée en rotation sur elle-même ainsi qu'en rotation autour de l'axe central vertical X du silo afin de balayer entièrement la surface au sol du silo 1. L'entraînement en rotation autour de l'axe X de la vis sans fin 5 est réalisé par l'intermédiaire d'une structure 6 supportant la vis sans fin 5. La structure support 6, par exemple une poutre en treillis métallique, est associée, au niveau de son extrémité proche de l'axe X, à un socle 7 io disposé sensiblement au centre du silo 1. La liaison entre la structure support 6 et le socle 7 est conformée de telle manière que les moyens d'extraction 4 sont en liaison pivot 16 d'axe horizontal Y perpendiculaire à l'axe vertical X du silo 1 par rapport au socle 7. Ledit socle 7 est monté à rotation sur une poutre 8 reposant sur les bords de la fosse 2 et soutenant l'ensemble des moyens d'extraction 4. La liaison permettant la rotation du socle 7 par rapport à la poutre 8 est décrite en détails en relation avec la figure 2. Ladite poutre 8 supporte en outre des seconds moyens d'extraction 9 comportant une seconde vis sans fin 10 apte à être entraînée en rotation sur elle-même et autour de l'axe vertical X du silo 1 afin de balayer le fond de la fosse 2 grâce à différents moyens d'entraînement connus en eux- mêmes. La matière pulvérulente ou granuleuse stockée dans le silo 1 est ainsi dirigée vers la bouche 3 o sont disposés les moyens d'évacuation non représentés. Le silo 1 comporte également, au niveau du sommet du dôme, une tourelle 11 de forme sensiblement cylindrique d'axe confondu avec l'axe X. La tourelle 11 comporte un mât 12 apte à être entraîné en rotation sur lui- même autour de l'axe vertical X du silo 1. Le mât 12, décrit en détail ultérieurement, comporte des moyens de relevage 13 des moyens d'extraction 4. Les moyens de relevage 13 îo comprennent un treuil 14 ainsi qu'un câble 15 associé à la structure support 6 de la vis sans fin 5. Les moyens de relevage 13, associés à la liaison pivot 16 au niveau du socle 7, permettent ainsi un mouvement de sensiblement 90 des moyens d'extraction 4 dans un plan vertical, parallèle au plan de la figure 1. La figure 2 est une vue de détail, partiellement en coupe, de la liaison pivot 16 des moyens d'extraction 4. La structure 6, supportant la vis sans fin 5, présente une embase 17 liée de manière pivotante au socle 7, par l'intermédiaire d'un arbre 18, afin de permettre l'inclinaison des moyens d'extraction 4 par rapport à la surface au sol du silo 1. L'embase 17, de forme sensiblement trapézoïdale, abrite les moyens d'entraînement 19 en rotation sur elle-même de la vis sans fin 5. Lesdits moyens d'entraînement 19 comprennent, de manière connue, un moteur 20 associé à un dispositif de transmission 21 permettant l'entraînement en rotation sur elle-même de la vis sans fin 5. L'ensemble des moyens d'extraction 4 est, en outre, entraîné en rotation autour de l'axe vertical X par l'intermédiaire de moyens d'entraînement 22. Ces moyens d'entraînement comprennent un moteur de type connu 23 apte à engrener une couronne 24, circulaire d'axe X, associée-à un plateau mobile 25. Le socle 7, solidarisé au plateau mobile 25, est ainsi entraîné en rotation autour de l'axe X du silo 1, ayant pour effet d'entraîner également en io rotation autour du même axe X les moyens d'extraction 4. La figure 3 est une vue de détail partiellement en coupe de la tourelle 11, de forme sensiblement cylindrique d'axe X et disposée au sommet du silo 1. Ladite tourelle 11 est associée à un mât 12, de forme longiligne et d'axe confondu avec l'axe X du silo 1. Le mât 12 est entraîné en rotation autour de lui-même par rapport à la tourelle 11 par l'intermédiaire de moyens d'entraînement 26. Lesdits moyens d'entraînement 26 comprennent un moteur 27, de type classique, associé de manière fixe à la tourelle 11 et dont l'extrémité de l'arbre comprend un pignon 28 apte à engrener avec une couronne 29 disposée sur la périphérie de la base 12a du mât 12. Ladite base 12a comporte, en son centre, une prise électrique tournante alimentée par un faisceau électrique 31. Ladite prise électrique tournante 30 est liée à la tourelle 11 par l'intermédiaire d'un bras de couple 32. A l'extrémité du mât 12 opposé à celle o se trouve la prise électrique tournante 30, sont disposés les moyens de relevage 13. Ces moyens de relevage comprennent un treuil 14 de type connu associé à un câble 15 cheminant à travers une poulie 33 associée à l'extrérmité du mât 12. L'extrémité du câble de relevage 15 est associée à la structure support 6 de la vis sans fin 5 afin de permettre le relevage des moyens d'extraction 1o 4. Des moyens de butée, non représentés sur la figure 3, sont prévus sur le mât 12 afin de recevoir la structure support 6 lorsque celle-ci se trouve en position relevée maximale. Ainsi, la rotation du mât 12, conjuguée à celle du socle 7, permet aux moyens d'extraction 4 de balayer l'ensemble du volume intérieur du silo 1 grâce à la rotation autour de l'axe vertical X combiné au relevage desdits moyens d'extraction 4. Une ouverture non représentée prévue au niveau de la tourelle 11 permet le remplissage du silo 1. Avantageusement, ce remplissage s'effectue lorsque les moyens d'extraction 4 se trouvent en position verticale. La vis sans fin 5 est ensuite entraînée en rotation sur elle-même, puis en rotation autour de l'axe X par l'intermédiaire du socle 7 après que la vis sans fin 10 ait effectué un évidement de forme conique au sein de la matière granuleuse ou pulvérulente stockée dans le silo 1. Tout en effectuant cette rotation autour de l'axe vertical X, les moyens d'extraction 4 sont ensuite progressivement abaissés par l'intermédiaire des moyens de relevage 13 afin de balayer l'ensemble de la surface conique à l'intérieur du silo 1. A la fin d'un cycle d'extraction, la vis sans fin 5 se trouve dans la position de la figure 1, sensiblement inclinée de 90 par rapport à l'axe vertical X. La figure 4 est une vue de face des détails de l'articulation entre les moyens d'extraction 4, et plus particulièrement de l'embase 17de la structure support 6, et le socle 7. La liaison pivot 16 est réalisée par l'intermédiaire d'un joint tournant hydraulique 34 à travers lequel chemine un faisceau d'alimentation o0 hydraulique 35, aboutissant au moteur 20 d'entraînement en rotation sur elle-même de la vis sans fin 5. La liaison pivot 16 est plus particulièrement réalisée par l'intermédiaire d'un arbre 18 d'axe horizontal Y perpendiculaire à l'axe vertical X, et disposée entre deux paliers 7a et 7b du socle 7. Les moyens d'extraction 4 sont montés à rotation sur l'arbre 18 par l'intermédiaire de l'embase 17 de la structure support 6, et plus particulièrement par l'intermédiaire d'un moyeu 36. Ledit moyeu 36, de forme sensiblement cylindrique d'axe Y, est monté à rotation sur l'arbre 18 par l'intermédiaire d'une paire de roulements 37a et 37b, située aux extrémités du moyeu 36, en contact avec les paliers 7a et 7b. L'arbre 18 comporte en outre un certain nombre d'alésages longitudinaux d'axe Y 38 et de gorges transversales 39 destinés à permettre la circulation du fluide hydraulique de commande. Un certain nombre d'alésages 40 sont également pratiqués dans le moyeu 36 de manière à être toujours en communication avec les gorges 38 de l'arbre 18 lors de la rotation du moyeu 36 par rapport à l'arbre 18. D'autres alésages 41 sont pratiqués à l'intérieur du palier 7a- afin d'acheminer le fluide de commande jusqu'au alésages 38 de l'arbre moteur 18. Comme vu précédemment en relation avec la figure 2, I'ensemble io constitué du moyeu 36, de l'arbre 18 et du socle 7 est susceptible d'être entraîné en rotation autour de l'axe X par rapport à la poutre 8 par l'intermédiaire du plateau mobile 25 lié à la couronne dentée 24. Cet entraînement en rotation se fait de façon connue grâce au moteur 23 représenté en trait pointillé sur la figure 4. La présente invention permet donc d'obtenir de manière aisée un dispositif d'extraction comportant une vis sans fin apte à être entraînée en rotation sur elle-même et autour d'un axe vertical X et capable de prendre différentes positions angulaires par rapport à la surface au sol du silo 1,. entre une position totalement horizontale et une position sensiblement verticale. Grâce aux moyens de relevage 13, les moyens d'extraction 4 permettent d'atteindre l'ensemble du volume intérieur délimité par le silo en dôme 1 conduisant à une extraction optimale de la matière pulvérulente et/ou granuleuse stockée dans ledit silo 1, et ce de manière simple et n'entraînant pas de lourds travaux sur le silo 1, que celui-ci soit pré- existant ou non. REVENDICATIONS 1. Ensemble pour l'extraction de matières pulvérulentes ou granuleuses stockées dans un silo (1) présentant en son centre une ouverture débouchant dans une fosse (2) reliée par une bouche (3) à des moyens d'évacuation des matières hors du silo (1), du type comportant: I0 - des moyens d'extraction (4), comprenant une vis sans fin (5), entraînée en rotation, d'une part autour de l'axe central vertical (X) du silo et d'autre part autour d'elle-même, - des moyens d'inclinaison de la vis sans fin (5) par rapport à l'axe central vertical (X) du silo (1), caractérisé en ce que les moyens d'inclinaison comportent une articulation de la vis sans fin (5) sur un socle (7) disposé au centre du silo (1) selon une liaison de type pivot (16), d'axe perpendiculaire (Y) à l'axe central vertical (X) du silo (1). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'inclinaison comprennent en outre des moyens de relevage (13) de la vis sans fin (5). 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens support (6) de la vis sans fin (5) associés aux moyens de relevage (13). 4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens support (6) de la vis sans fin (5) sont constitués d'une poutre en treillis métallique. 5. Ensemble selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens support (6) de la vis sans fin (5) sont aptes à venir en appui sur les moyens de relevage (13). 6. Ensemble selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les moyens de relevage (13) comprennent un treuil (14) associé à un câble (15). 7. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'articulation de la vis sans fin sur le socle (7) disposé au centre du silo (1) comporte un joint tournant (34). 8. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le joint tournant (34) est un joint tournant hydraulique. 9. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des seconds moyens d'extraction (9), disposés dans la fosse (2) à un niveau inférieur par rapport aux premiers moyens d'extraction (4), incluant une seconde vis sans fin (10), susceptible de balayer, dans un mouvement circulaire autour de l'axe central vertical (X) du silo (1) le fond de la fosse (2), ladite vis (10) étant en outre animée d'un mouvement de rotation sur elle-même, grâce à des moyens d'entraînement. 10.Aire de stockage de matières pulvérulentes ou granuleuses présentant en son centre une ouverture débouchant dans une fosse (2) reliée par une bouche (3) à des moyens d'évacuation des matières, caractérisé en ce qu'elle comporte un ensemble pour l'extraction des matières stockées conforme à l'une des revendications 1 à 8.