Brevet FR2828559A1 — publié le 20030214

Procédé et installation de pesage et de mélange de produits pulvérulents et/ou granuleux tels qu'engrais. La présente invention concerne un procédé et une installation de pesage et de mélange de produits pulvérulents et/ou granuleux, tels que, par exemple, les engrais azotés, engrais phosphatés, engrais potassiques ou autres, entrant dans la préparation des engrais composés obtenus par simple mélange des composants susmentionnés. Il existe des installations de mélange et de pesage des produits pulvérulents et/ou granuleux tels que, par exemple, les composants minéraux pulvérulents ou granuleux utilisés pour la préparation des engrais composés, en fonction de la destination de ces derniers. Un premier type d'installation comprend une unique trémie peseuse dans laquelle les produits à mélanger sont successivement déversés, par exemple au moyen d'un transporteur à godets, ou d'un transporteur pneumatique, et pesés au fur et à mesure du remplissage de ladite trémie. Le document FR-2.746. 917 décrit une variante d'installation de ce genre. De telles installations ne travaillent pas en continu mais en cumulatif, c'est- à-dire que l'installation de pesage enregistre et additionne les quantités déversées dans la trémie, de sorte que les opérations de mélange et de pesage sont relativement longues, elles consomment beaucoup d'énergie et, lors de l'ensachage du produit final, on peut constater des variations notables de pourcentages des composants dans les sacs d'une même livraison. Un autre type d'installation comprend des trémies qui déversent les produits sur des tapis transporteurs qui alimentent un mélangeur installé sur des pesons. Les installations de ce genre travaillent également en cumulatif, c'est-àdire que l'appareillage de pesée enregistre et additionne les quantités de produits rentrées dans le mélangeur. Ce genre d'installation présente des inconvénients semblables à ceux qui viennent d'être soulignés à propos du type d'installation précédemment décrit. D'autres procédés et installations ont été proposés dans la littérature comprise dans l'état de la technique. Dans le document FR-2.495. 768, est décrit un dispositif de dosage pour mélange de produits en vrac tels qu'engrais, ce dispositif comprenant un bâti fixe équipé d'un système de pesage sur lequel porte un cadre soutenant une pluralité de trémies dont les variations de poids, en fonction de leur remplissage ou de leur déchargement, peuvent être lues de façon cumulative ou soustractive sur un cadrant signalant, selon le cas, les augmentations ou les diminutions de poids de l'ensemble des trémies. Ces trémies se déchargent successivement à la fois dans l'espace et dans le temps sur un convoyeur à vis sans fin ou à bande qui recueille les produits déversés et les conduit jusqu'à un malaxeur-mélangeur à vis, via un élévateur, lesdits produits se trouvant ainsi accumulés en couches superposées plus ou moins importantes et ensuite malaxés dans le mélangeur pour obtention d'un mélange homogène. Ce dispositif ne travaille pas en continu mais par pesées successives, ce qui entraîne, comme indiqué ci-dessus, l'introduction successive des produits dans le malaxeur-mélangeur et implique une durée de remplissage de ce dernier relativement longue. D'autre part, il faut arrêter l'installation de dosage pendant le malaxage des produits et recommencer les opérations de dosage avant chaque séquence de mélange. En outre, le temps de malaxage des produits introduits séparément et successivement dans le malaxeur-mélangeur est nécessairement relativement long si l'on veut obtenir un mélange homogène desdits produits. Dans le document WO 95/00241 est décrite une installation de mélange de matériaux tels que granulats concassés utilisés pour la construction des routes, cette installation comprenant au moins deux trémies pourvues, chacune, d'une ouverture de remplissage et d'une embouchure de sortie à débit réglable, ces trémies se déversant sur une bande sans fin. Le niveau bas critique du matériau contenu dans chaque trémie peut être signalé par une sonde laquelle peut être reliée à un système automatisé permettant le remplissage de la trémie, en cours de fonctionnement de l'installation dont la marche en continu peut être contrôlée par un automate. Les extracteurs des trémies peuvent être du genre à tapis et dans ce cas, ces extracteurs peuvent être régulés par l'automate, en fonction du poids des matériaux déversés sur la bande collectrice. Cette installation a pour inconvénient de ne pas assurer la présence d'un pourcentage précis et constant de chaque produit au sein du mélange obtenu. Cet inconvénient est tolérable dans l'application visée par le document WO 95/00241, mais il est inacceptable dans beaucoup d'autres applications telles que préparation des engrais composés, ou la réalisation de mélanges ressortant des industries alimentaires ou pharmaceutiques dans lesquels les produits dans la composition d'une recette ne doivent pas varier dans les fractions de celle-ci, aussi nombreuses que puissent être ces dernières (par exemple, sacs d'engrais composés). L'invention vise à proposer un procédé et une installation de pesage et de mélange exempts des inconvénients des installations existantes et présentant en outre plusieurs avantages intéressants. Le procédé et l'installation de l'invention sont notamment remarquables en ce que les produits à mélanger sont stockés dans des trémies doseuses disposées les unes à la suite des autres et reposant individuellement sur des pesons, ces produits étant ensuite déchargés sur un transporteur collecteur commun placé au-dessous des extracteurs desdites trémies et animé d'un mouvement continu, ce transporteur étant, de préférence, constitué par une bande ou tapis sans fin, de sorte que lesdits produits se trouvent déversés en couches superposées sur ledit tapis collecteur qui les achemine jusqu'à un mélangeur, pour un mélange de finition avant ensachage, ou directement vers un poste d'ensachage, les quantités de produits déversées par chaque trémie étant pesées et régulées en continu par un système automatisé prenant en compte les indications de perte de poids de chacune desdites trémies mesurée par les pesons, en cours de mise en oeuvre du procédé et de fonctionnement de l'installation de mélange. Selon une autre disposition caractéristique du procédé et de l'installation de l'invention, le débit de chaque trémie doseuse, en fonction du pourcentage en poids de chaque produit entrant dans la recette du mélange, est réglé et régulé par la prise en compte d'une consigne globale fixant le poids du mélange à réaliser dans un laps de temps déterminé. On comprend que le procédé et l'installation de l'invention permettent d'obtenir un lit constitué de strates ou couches superposées correspondant à une quantité parfaitement dosée de chaque produit entrant dans la recette. Le procédé et l'installation ont notamment pour avantages : - une mise en oeuvre simple et rapide ; - la possibilité de préparer des mélanges de 2 à N produits ; - un fonctionnement en discontinu répétitif ; un important gain de productivité ; une grande précision dans les mélanges réalisés ; - une flexibilité facilitant les petites productions (en masse) ; - une possibilité de suivi et de traçabilité ; notamment un suivi visuel simple et rapide validant instantanément le mélange fabriqué ; - une consommation d'énergie réduite, par suite de l'utilisation de moteurs de faible puissance ; - une manipulation aisée (vidange et nettoyage rapides) ; - de ne pas entraîner une dégradation des produits qui entrent dans la composition des mélanges ; - de ne pas être polluant (il n'y a pas de chute de produits en cours de mélange). Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue schématique illustrant un exemple de mise en oeuvre du procédé et de l'installation de l'invention. La figure 2 est une vue partielle, à caractère schématique et à plus grande échelle, de cette installation. La figure 3 est un diagramme de l'installation de pesage et de mélange de l'invention. On se reporte auxdits dessins pour décrire un exemple intéressant, quoique nullement limitatif, de mise en oeuvre du procédé et de réalisation de l'installation selon l'invention. A titre d'application avantageuse, on se réfère, dans la suite du présent exposé, au mélange des différentes sortes d'engrais, pulvérulents et/ou granuleux, utilisés pour la préparation et le conditionnement d'engrais composés, mais on souligne que le procédé et l'installation de l'invention peuvent également être utilisés pour le mélange d'autres produits, tels que, par exemple, les granules minéraux utilisés pour les travaux publics ou la construction, les poudres ou farines entrant dans diverses compositions destinées à l'alimentation t humaine ou animale, les produits ou granules mis en oeuvre dans l'industrie pharmaceutique ou pour la préparation de mélanges phytosanitaires, etc. L'installation selon l'invention comprend une pluralité de trémies doseuses 1A, 1B, 1C,.. ; disposées les unes à la suite des autres, de préférence en alignement, et dans lesquelles sont déversés les produits pulvérulents ou granuleux P1, P2, P3,..., à mélanger, par l'intermédiaire de tous dispositifs chargeurs appropriés, tels que transporteurs de tous types, bennes automotrices, etc. De telles trémies doseuses sont constituées, chacune, de manière connue en soi, par un ensemble comprenant la trémie proprement dite et un extracteur 4 disposé au-dessous de l'orifice de déchargement de ladite trémie et solidaire de cette dernière. Dans la présente description et dans les revendications qui suivent, l'expression "trémie dose use" désigne donc l'ensemble constitué par une trémie et l'extracteur rigidement fixé en partie basse de celle-ci. L'installation comprend au moins deux trémies doseuses mais, en fonction des besoins, une telle installation peut comporter un nombre variable de trémies doseuses, par exemple de deux à huit trémies doseuses. Ces trémies doseuses 1A, 1B, 1C,.... peuvent avoir une capacité de plusieurs tonnes et elles reposent sur des pesons 2 ou autres dispositifs de mesure pondérale. Elles peuvent avoir avantageusement une forme de pyramide tronquée et renversée, et, dans ce cas, chaque trémie doseuse repose sur quatre pesons 2 disposés à proximité de ses angles. Les trémies doseuses 1A, 1B, 1C,..., se déchargent sur un transporteur collecteur, de préférence, du genre à bande ou tapis sans fin 3, circulant à vitesse régulière au-dessous des extracteurs 4 solidaires desdites trémies, en partie basse. Selon une disposition caractéristique du procédé de l'invention, les quantités de produits P1, P2, P3,..., déversées par chaque trémie 1A, 1B, 1C, ..., sont contrôlées et régulées en permanence par un système automatisé configuré et programmé pour prendre en compte les informations de perte de poids mesurées par les pesons 2, en cours de fonctionnent de l'installation, par exemple en fonction d'une consigne globale fixant la quantité pondérale du mélange à réaliser dans un laps de temps déterminé. On comprend que les produits P1, P2, P3, à mélanger, sont déchargés, successivement dans l'espace, mais simultanément dans le temps, de sorte que se constitue, sur le tapis collecteur 3, un lit ou mélange M formé de strates ou couches superposées C1, C2, C3,..., correspondant à des quantités parfaitement dosées desdits produits. Ce lit stratifié comprenant tous les produits entrant dans la composition de la recette (par exemple : engrais azoté, engrais phosphaté, engrais potassique, dans le cas de préparation d'un engrais composé classique) peut être acheminé jusqu'à un poste d'ensachage ou jusqu'à un mélangeur permettant d'effectuer une opération de mélange de finition avant le conditionnement du mélange. Dans ce dernier cas, on peut considérer que l'ensemble constitué par les trémies doseuses et le transporteur collecteur effectue un dosage et un pré-mélange des produits. Comme indiqué précédemment, les trémies 1A, 1B, 1C,..., reposent sur les pesons 2 installés à la partie supérieure de robustes structures porteuses 5 comprenant des montants fixés au sol. En partie basse, chaque trémie doseuse 1A, 1B, 1C,... est équipée d'un extracteur 4 permettant la sortie des produits P1, P2, P3,..., en débit contrôlé, cet extracteur étant de préférence du type à tapis sans fin. L'ouverture de sortie de chaque trémie est munie d'une trappe réglable 6 commandée par un vérin, en fonction d'une consigne de départ, et le produit sortant de la trémie se déverse sur le tapis 7 à vitesse réglable de l'extracteur, ces deux réglages permettant d'obtenir un débit d'un mélange parfaitement dosé. L'utilisation d'extracteurs à tapis a pour avantage de n'entraîner aucun risque de dégradation des produits (par exemple transformation des granules en poussière). Le brin supérieur actif des tapis sans fin 7 des extracteurs 4 se déplace, de préférence, dans une direction inverse de celle du brin supérieur actif 3A du tapis sans fin collecteur 3, comme le montrent les flèches F1 et F2, de la figure 2, de sorte que les produits P1, P2, P3,..., sont déversés à contre-courant sur ledit tapis collecteur. Un déflecteur 8 est disposé transversalement et fixement audessus du brin supérieur actif 3A du tapis collecteur 3, à faible distance de l'extrémité déversante dudit brin. La vitesse de déplacement du tapis 7 de chaque extracteur (en fonction de la pression exercée par la masse de produit contenue dans la trémie, de sa granulométrie et de sa fluence variant suivant l'hygrométrie), est réglée par un variateur de vitesse 9 lui-même asservi à une régulation P. I. D. commandée par un automate de pesée 11A, 11B, 11C, 11D,..., affecté à chaque trémie doseuse 1A, 1B, 1C, 1D,... Le système automatisé règle les proportions de produits et les débits en fonction des consignes correspondant aux recettes. L'installation inclut, avantageusement, par nature, un mélangeur 10 d'un type connu en soi et disposé entre l'extrémité déversante du tapis collecteur 3 et le poste de conditionnement, pour effectuer un brassage et un mélange de finition des composants acheminés par ledit tapis collecteur, avant l'ensachage du produit composé obtenu. Ce mélangeur 10 est monté sur des pesons 2'. L'installation comprend encore un poste de conditionnement (non représenté) du mélange préparé installé en aval du mélangeur 10, ce poste pouvant être prévu directement à la sortie du tapis sans fin collecteur 3 dans certaines applications. La figure 3 montre le diagramme de l'installation de pesage et de mélange précédemment décrite. Outre certains composants de l'installation précédemment décrits, ce diagramme montre des répétiteurs 12A, 12B, 12C, 12D,..., installés à proximité de chaque trémie doseuse, ces répétiteurs munis d'un système d'affichage à cristaux liquides, permettant de visualiser, à tout moment, la situation et les besoins desdites trémies doseuses. REVENDICATIONS 1.-Procédé de pesage et de mélange de produits pulvérulents et/ou granuleux, tels que, par exemple, les différentes sortes d'engrais entrant dans la préparation des engrais composés, caractérisé en ce que les produits à mélanger (P1, P2, P3,...) sont stockés dans des trémies doseuses (1A, 1B, 1C,...) disposées les unes à la suite des autres et reposant individuellement sur des pesons (2), ces produits étant ensuite déchargés sur un transporteur collecteur (3) animé d'un mouvement continu et placé au-dessous desdites trémies doseuses, ce transporteur acheminant les produits ainsi mélangés vers un mélangeur (10) pour un mélange de finition avant conditionnement du mélange obtenu, ou vers un poste d'ensachage, les quantités de produits déversées par chaque trémie doseuse étant contrôlées et régulées par un système automatisé prenant en compte les indications de perte de poids de chacune desdites trémies doseuses mesurée par les pesons (2), en cours de mise en oeuvre du procédé de mélange. 2.-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les produits (P1, P2, P3,...) déchargés par les trémies doseuses (1A, 1B, 1C,...) sont déversés sur le tapis d'un transporteur à bande sans fin (3) de sorte à former un lit d'un mélange constitué par des couches superposées (C 1, C2, C3,...) desdits produits. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le débit de chaque trémie doseuse (1A, 1B, 1C,...), en fonction du pourcentage en poids de chaque produit (P1, P2, P3,...) dans le mélange, est réglé et régulé par la prise en compte d'une consigne globale fixant le poids du mélange à réaliser dans un laps de temps déterminé. 4. Procédé suivant la revendication 2, applicable aux installations de mélange dont les trémies dose uses (1A, 1B, 1C,...) sont équipées, en partie basse, d'un extracteur à tapis (4), caractérisé en ce que le brin supérieur actif (7) desdits extracteurs se déplace dans une direction (F1) inverse de celle (F2) du brin supérieur actif (3A) du tapis sans fin collecteur (3). 5. Installation de pesage et de mélange de produits pulvérulents et/ou granuleux, tels que, par exemple, les différentes sortes d'engrais entrant dans la préparation des engrais composés, caractérisée en ce qu'elle comprend :- des trémies doseuses (1A, 1B, 1C,...) destinées à contenir, chacune, l'un des produits (P1, P2, P3,...) à mélanger, ces trémies doseuses étant disposées les unes à la suite des autres et reposant individuellement sur des pesons (2) ; un transporteur collecteur (3) circulant au-dessous de l'extracteur (4) desdites trémies ; et,-un système automatisé configuré pour prendre en compte les indications de perte de poids de chacune desdites trémies mesurées par les pesons (2) en cours de fonctionnement de l'installation et assurant, en fonction de ces indications, la régulation du débit de chaque trémie doseuse. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le transporteur collecteur (3) est constitué par un transporteur à tapis sans fin. 7. Installation suivant la revendication 6, dont les trémies doseuses (1A, 1B, 1 C,...) sont équipées, en partie basse, d'un extracteur à tapis (4), caractérisée en ce que le brin supérieur actif (7) du tapis dudit extracteur est entraîné dans une direction (F1) inverse de celle (F2) du brin supérieur actif (3A) du tapis sans fin collecteur (3). 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'un déflecteur (8) est disposé transversalement et fixement au-dessus du brin supérieur actif (3A) du tapis sans fin collecteur (3), à faible distance de l'extrémité déversante dudit brin. 9. Installation suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un mélangeur (10) disposé en aval du tapis collecteur (3) et permettant d'effectuer un mélange de finition. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que le mélangeur (10) est installé sur des pesons (2').