Brevet FR2864052A1 — publié le 20050624

INSTALLATION POUR LE DEPOTAGE D'UN CAMION CITERNE La présente invention concerne le dépotage ou vidange d'un matériau granuleux ou pulvérulent contenu dans la citerne d'un camion, ledit matériau étant transporté par voie pneumatique dans un silo de stockage à pression atmosphérique. Elle concerne plus particulièrement une installation apte à réaliser ce dépotage dans le temps minimum, y compris pour des matériaux fragiles. Il est connu de réaliser le dépotage d'un camion citerne en lo alimentant l'intérieur de la citerne par de l'air comprimé , provenant soit d'un compresseur monté sur le camion lui-même soit d'un réseau d'air comprimé installé sur le lieu de stockage. Cette alimentation en air comprimé est réalisée après que l'on ait raccordé, au moyen d'une canalisation flexible, l'orifice de sortie de la citerne sur l'installation de transfert pneumatique du matériau jusqu'au silo de stockage. Dans une installation connue par le document EP. 0 269 250, l'alimentation en air comprimé de la citerne est réalisée de manière intermittente, avec l'introduction de bouchons de transport dans la canalisation de transfert, dans l'intervalle de temps entre chaque alimentation successive en air comprimé. Ceci a pour but de diviser la matière lors de son transfert, ladite matière se déplaçant sous forme d'une longue colonne, poussée par le bouchon de transport qui est lui- même amené à se déplacer sous l'effet de l'air comprimé. Dans ce document, la canalisation ayant une portion verticale ascendante suivie d'une portion horizontale débouchant par un coude dans la partie supérieure du silo de stockage, il est prévu de réduire la vitesse de déplacement du matériau à l'entrée et à la sortie de la portion horizontale d'une part par un tube conique et d'autre part par un coude de diamètre plus important. Le but de ces réductions de vitesse est d'obtenir qu'à l'extrémité terminale de la canalisation de transfert la matière soit reçue, dans le silo de stockage, sensiblement en état de chute sous l'effet 2864052 2 de la pesanteur. L'invention connue par le document EP 0 269 250 présente l'inconvénient majeur d'avoir à mettre en oeuvre des bouchons de transport qui doivent être introduits, de manière séquencée, avec l'alimentation intermittente de l'air comprimé , ce qui rend plus complexe l'installation et son fonctionnement. Le premier but visé par la présente invention est de proposer une invention qui pallie cet inconvénient. Le second but est de proposer une installation qui permette le 1 o dépotage de la citerne dans des conditions de temps accélérées par rapport aux installations conventionnelles. Plus précisément, pour une citerne faisant de 30 à 60 m3, dans laquelle la masse de 25 tonnes de matériau granuleux ou pulvérulent transportée ne dépasse généralement pas 25 tonnes compte-tenu de la charge maximale admise pour les camions, l'objectif visé par la présente invention est d'obtenir un dépotage en moins d'une heure, et ceci, même pour des matériaux fragiles qui nécessitent un déplacement à basse vitesse. Le troisième but est de proposer une installation qui permette le dépotage rapide d'une citerne sur des circuits de transport longs, par exemple des circuits faisant de 20 à 40 mètres en élévation et de 10 à 100 mètres en distance horizontale. L'installation pour le dépotage dans un silo à pression atmosphérique d'un matériau granuleux ou pulvérulent contenu dans la citerne d'un camion comporte, de manière connue, une alimentation de la citerne en air comprimé et une canalisation de transfert reliant le fond de la citerne jusqu'à la partie supérieure du silo, cette canalisation ayant une partie amont verticale ascendante et une partie aval horizontale. De manière caractéristique, ladite canalisation de transfert comporte, dans la partie verticale, un premier tronçon amont ayant un diamètre interne Do et un second tronçon aval ayant un second diamètre interne Di, ledit diamètre Dl étant compris entre 1,3 et 1,6 Do. De plus, l'installation comporte, dans la zone de transition entre le premier et le second tronçons un insufflateur d'air comprimé. L'air comprimé est alimenté , dans la citerne et depuis l'insufflateur, de façon continue pour assurer un transfert du matériau dans toute la canalisation de transfert. Ce transfert peut être réalisé en phase dense avec une vitesse d'air entre 15 et 25 m/s ou en phase pulsatoire ou ondulatoire suivant que le matériau est une poudre ou un granulé , avec une vitesse d'air entre 3 et 10 m/s. C'est ce dernier mode de transfert qui est préféré pour les matériaux fragiles. Dans une variante de réalisation, dans la zone de transition entre les deux tronçons, le premier tronçon de diamètre Do pénètre axialement dans le second tronçon de diamètre Dl sur une hauteur H et l'insufflateur d'air comporte une chambre annulaire qui entoure les deux dits tronçons et une entrée d'air comprimé qui débouche dans ladite chambre annulaire. Dans un mode préféré de réalisation, la hauteur H est sensiblement égale au diamètre Do du tronçon amont. Dans une variante de réalisation, Do et H font de l'ordre de 100 mm et Di, le diamètre intérieur de la canalisation dans le tronçon aval, fait de l'ordre de 150 mm. Dans une variante de réalisation, le premier tronçon amont, de diamètre Do, est raccordé au second tronçon de diamètre Di, par une portion tronconique et l'insufflateur d'air débouche immédiatement en aval de ladite portion tronconique dans le second tronçon. Pour assurer le transfert du matériau granuleux dans la canalisation de transfert, l'air comprimé est alimenté dans la citerne en sorte de maintenir la pression relative dans ladite citerne à 2 bars (2.1O5Pa) au maximum et au niveau de l'insufflateur, l'air comprimé est alimenté à une pression de l'ordre de 1,5 bar (1,5.1O5Pa). Le silo de stockage est quant à lui à la pression atmosphérique. Cependant, en fin de dépotage de la citerne, on constate une variation brutale de pression à l'entrée du silo, variation qui peut être 2864052 4 capable de détériorer le système de filtration qui équipe ladite entrée. Pour pallier cet inconvénient, l'installation de la présente invention comporte d'une part un capteur de pression qui est en prise sur la canalisation et d'autre part un système de dérivation dont la branche principale est constituée par une portion de la canalisation de transfert et la branche de dérivation par une canalisation de diamètre interne D2 inférieure au diamètre interne de la branche principale, les deux dites branches étant équipées d'une vanne commandée par le capteur de pression. En fonctionnement normal, la pression dans la canalisation reste constante et la branche de dérivation est constamment fermée. Lorsque le capteur constate une variation déterminée de la pression dans la canalisation, la branche principale est immédiatement fermée et la branche de dérivation est ouverte. De préférence le diamètre D2 est compris entre 1/2 Do et 1/3 Do. De préférence, le capteur de pression est placé dans une zone de la canalisation qui est exempte de matière, par exemple dans la chambre annulaire de l'insufflateur d'air selon la première variante de réalisation. Le seuil de variation de pression entraînant le déclenchement d'ouverture et fermeture des vannes respectivement sur la branche de dérivation et sur la canalisation de transfert est de l'ordre de 100 millibars (1O4Pa). La réduction instantanée de la section de passage de l'air par la branche de dérivation a pour effet de créer une perte de charge qui équivaut à la présence du matériau granuleux dans la canalisation de transfert. Ceci permet d'éviter la variation brutale de pression constatée à l'entrée du silo avec toutes ses conséquences, notamment de dégradation du système de filtration. Le système de dérivation d'air peut, par exemple, être monté , dans la partie verticale de la canalisation de transfert, sur le tronçon 3 0 amont de diamètre Do. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'une installation de dépotage de camion citerne illustrée par le dessin annexé dans lequel: La figure 1 est une représentation schématique d'une installation dont l'insufflateur comporte une chambre annulaire, La figure 2 est une représentation schématique partielle en coupe de l'installation de la figure 1 au niveau de la chambre annulaire de l'insufflateur et La figure 3 est une représentation schématique d'un autre mode de réalisation d'insufflateur. 1 o L'installation 1 permet le dépotage d'une citerne 2, c'est-à-dire la vidange du matériau granuleux ou pulvérulent contenu dans une citerne 2 équipant un camion non représenté et le transport dudit matériau par voie pneumatique dans un silo de stockage 3 à pression atmosphérique. Les matériaux granuleux ou pulvérulents transportés dans des camions citernes et qu'il est nécessaire de dépoter sur le lieu de stockage sont de tout type, par exemple dans le domaine alimentaire il peut s'agir de sucre, de sel, d'amidon, de dextrose..., dans le domaine de la chimie minérale il peut s'agir de sable, d'engrais,de détergent... dans le domaine de la chimie organique, il peut s'agir de matières plastiques. Cette installation 1 comporte une alimentation 4 de la citerne 2 en air comprimé et une canalisation 5 de transfert du matériau qui relie le fond 2a de la citerne 2 jusqu'à la partie supérieure 3a du silo 3. Cette canalisation de transfert 5 a une partie amont verticale ascendante 9 et une partie aval horizontale 10 dont l'extrémité coudée 10c débouche dans la partie supérieure 3a du silo 3. L'alimentation 4 en air comprimé de la citerne 2 est, dans l'exemple illustré à la figure 1, une station d'air comprimé dédiée, installée à demeure sur le lieu de dépotage. Cette station 4 comporte notamment un compresseur 6 et une conduite 7 apte à venir se raccorder sur la partie supérieure 2b de la citerne 2 en position de dépotage. Le raccordement de la canalisation de transfert 5 sur le fond 2a de la citerne 2 est réalisé , de manière connue, par une conduite flexible 8 qui constitue la portion extrême de la partie amont verticale ascendante 9 de la canalisation de transfert 5. Cette canalisation de transfert 5 comporte, dans sa partie verticale 9, un premier tronçon amont 9a ayant un diamètre interne Do et un second tronçon aval 9b ayant un diamètre interne Dl qui est compris entre 1,3 et 1,6 Do. Dans la zone de transition 11 entre le premier tronçon 9a et le second tronçon 9b est prévu un insufflateur 12 d'air comprimé. 1 o Dans l'exemple illustré à la figure 1, c'est la même station d'air comprimé 4 qui alimente à la fois la citerne 2 et l'insufflateur 12 et ceci de manière continue en sorte d'assurer un transfert du matériau granuleux ou pulvérulent contenu dans la citerne 2 jusqu'au silo de stockage 3 dans toute la canalisation de transfert 5. Eventuellement le camion peut être lui-même équipé de moyens d'alimentation en air comprimé. Selon le mode de réalisation des figures 1 et 2, dans la zone de transition 11 entre les deux tronçons 9a, 9b, le premier tronçon 9a, de diamètre Do, pénètre axialement dans le second tronçon 9b, de diamètre Di sur une hauteur H. De plus l'insufflateur 12 comporte une chambre annulaire 13 qui entoure les deux dits tronçons 9a, 9b dans ladite zone de transition 11, ainsi qu'une entrée d'air comprimé 14 qui débouche dans ta chambre annulaire 13. La hauteur H peut être réglée grâce à une tubulure complémentaire 15 venant s'emmancher sur l'extrémité de l'un des tronçons, par exemple du premier tronçon 9a. De préférence la hauteur H est sensiblement égale au diamètre Do du premier tronçon 9a. Habituellement les flexibles 8 pour le dépotage des camions citernes ont un diamètre intérieur de l'ordre de 100 mm, ce qui correspond, dans le cas présent, au diamètre interne Do. Le diamètre interne Di du second tronçon aval fait alors de l'ordre de 150 mm. Sur la figure 3 est représenté un autre mode de réalisation d'un insufflateur qui ne comporte pas de chambre annulaire. Le premier tronçon amont 9a de diamètre Do est raccordé au second tronçon aval 9b de diamètre Di par une portion 9c tronconique. L'insufflateur d'air 16 débouche immédiatement en aval de ladite portion tronconique 9c dans le second tronçon 9b. Avec I installation 1 décrite ci-dessus, il est possible de réaliser le transfert de matériaux granuleux ou pulvérulents à faible vitesse, notamment selon un transfert en phase pulsatoire ou ondulatoire avec une vitesse d'air entre 3 et 10 m/s sur des circuits longs, notamment des circuits faisant de 20 à 40 m en élévation, au niveau de la partie amont verticale ascendante 9 et de 10 à 100 m en distance horizontale au niveau de la partie aval horizontale 10 de la canalisation 5, avec un dépotage d'une citerne 2 conventionnelle, faisant de 30 à 60 m3 en moins d'une heure. Dans un exemple précis de réalisation, le diamètre interne Do du premier tronçon amont 9a faisait de l'ordre de 100 mm et le diamètre interne D1 du second tronçon 9b faisait de l'ordre de 150 mm. La pression relative régnant dans la citerne 2 était au maximum de 2 bars (2.105Pa). L'air comprimé alimenté par I' insufflateur 12 faisait de l'ordre de 1,5 bar (1,5.105Pa). L'installation 1 comporte également un régulateur de fin de charge 17, qui est constitué d'une part par un capteur de pression 18 qui est en prise sur la canalisation 5 et d'autre part par un système de dérivation dont la branche principale est constituée par la canalisation de transfert 5 et dont la branche de dérivation est constituée par une canalisation 19 de diamètre interne D2, inférieur au diamètre interne de la branche principale. Les deux dites branches, principale et de dérivation, sont équipées d'une vanne respectivement 20, 21 qui sont commandées toutes deux par le capteur de pression 18. Ce régulateur de fin de charge 17 a pour but d'éviter la variation brutale de pression qui est constatée en fin de dépotage de la citerne dans la partie supérieure 3a du silo 3 de stockage, variation de pression qui provoque une réelle déflagration capable de détériorer en particulier le système de filtration 22 qui équipe la partie supérieure 3a du silo. Cette déflagration est d'autant plus importante qu'il ne subsiste dans la partie supérieure 3a du silo 3 qu'un faible volume disponible, lorsque le silo 3 est quasiment rempli. En cours de dépotage, la pression dans la canalisation 5 reste constante dans le cadre des conditions opératoires de la présente installation 1. La branche de dérivation 19 est constamment fermée. En fin de dépotage de la citerne 2, une diminution de pression se propage tout le long de la canalisation 5 depuis la citerne 2 jusqu'au silo 3. Il est donc préférable que le régulateur de fin de charge 17 se trouve à proximité de la citerne 2 et plus particulièrement dans le premier tronçon amont 9a de la partie verticale ascendante 9 de la canalisation 5. Le capteur 18 est de préférence placé dans une zone de la canalisation 5 qui est exempte de matière, par exemple dans la chambre annulaire 13 de l'insufflateur d'air 12. Lorsque le capteur 18 constate une variation de la pression, il commande concomitamment l'actionnement des deux vannes 20, 21 et respectivement la fermeture de la branche principale 9a et l'ouverture de la branche de dérivation 19. La réduction instantanée de la section de passage de l'air par la branche de dérivation 19 a pour effet de créer une perte de charge qui évite la variation brutale de pression constatée à l'entrée du silo. De préférence le diamètre interne D2 de la branche de dérivation 19 est compris entre 1/2 Do et 1/3 Do. Ceci permet de créer une perte de charge qui équivaut à la présence du matériau granuleux ou pulvérulent dans la canalisation de transfert. Le capteur de pression 18 est réglé pour que l'actionnement des vannes 20, 21 soit commandé pour une variation de pression de l'ordre de 100 mbars (1O4Pa). La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits à titre d' exemples non exhaustifs. Les différents paramètres de l'installation, que ce soit les diamètres internes Do, Di, D2, 2864052 9 ou les conditions opératoires de pression sont déterminées en fonction des caractéristiques du matériau granuleux ou pulvérulent qui est destiné à être stocké dans le silo. 2864052 10 REVENDICATIONS 1. Installation pour le dépotage dans un silo à pression atmosphérique d'un matériau granuleux ou pulvérulent contenu dans la citerne d'un camion comportant une alimentation de la citerne en air comprimé et une canalisation de transfert reliant le fond de la citerne jusqu'à la partie supérieure du silo, cette canalisation ayant une partie amont verticale ascendante et une partie aval horizontale, caractérisée en ce que ladite canalisation de transfert (5) comporte, dans la partie verticale (9), un premier tronçon 1 o amont (9a) ayant un diamètre interne Do et un second tronçon aval (9b) ayant un second diamètre interne Dl, ledit diamètre Di étant compris entre 1,3 et 1,6 Do, en ce que ladite installation (1) comporte, dans la zone de transition (11) entre le premier (9a) et le second (9b) tronçons un insufflateur d'air comprimé (12) , et en ce que l'air comprimé est alimenté , dans la citerne (2) et depuis l'insufflateur (12), de façon continue pour assurer un transfert du matériau dans toute la canalisation de transfert (5). 2. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que dans la zone de transition (11) entre les deux tronçons (9a, 9b), le premier tronçon (9a) de diamètre Do pénètre axialement dans le second tronçon (9b) de diamètre D1 sur une hauteur H et l'insufflateur (12) d'air comporte une chambre annulaire (13) qui entoure les deux dits tronçons (9a, 9b) et une entrée (14) d'air comprimé qui débouche dans ladite chambre annulaire (13). 3. Installation selon la revendication 2 caractérisée en ce que la hauteur H est sensiblement égale au diamètre Do du tronçon amont (9a). 4. Installation selon la revendication 3 caractérisée en ce que Do et H font de l'ordre de 100 mm et Dl, le diamètre intérieur de la canalisation dans le tronçon aval (9b), fait de l'ordre de 150 mm. 5. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le 2864052 11 premier tronçon amont (9a) , de diamètre Do, est raccordé au second tronçon (9b) de diamètre Dl par une portion tronconique (9c) et l'insufflateur d'air (16) débouche immédiatement en aval de ladite portion tronconique (9c) dans le second tronçon (9b). 6. Installation selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que l'air comprimé est alimenté dans la citerne en sorte de maintenir la pression relative dans ladite citerne à 2 bars (2.105Pa) au maximum et au niveau de l'insufflateur, l'air comprimé est alimenté à une pression de l'ordre de 1,5 bar (1,5.105Pa). 7. Installation selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce qu'elle comporte d'une part un capteur de pression (18) qui est en prise sur la canalisation (5) et d'autre part un système de dérivation dont la branche principale est constituée par une portion de la canalisation de transfert et la branche de dérivation (19) par une canalisation de diamètre interne D2 inférieure au diamètre interne de la branche principale, les deux dites branches étant équipées d'une vanne (20, 21) commandée par le capteur de pression (18) de telle sorte que lorsque le capteur (18) constate une variation déterminée de la pression dans la canalisation, la branche principale est fermée et la branche de dérivation (19) est ouverte. 8. Installation selon la revendication 7 caractérisée en ce que le diamètre D2 est compris entre Y2 Do et 1/3 Do. 9. Installation selon l'une des revendications 7 ou 8 caractérisée en ce que le capteur de pression est placé dans une zone de la canalisation qui est exempte de matière, notamment dans la chambre annulaire de l'insufflateur d'air selon la revendication 2. 10. Installation selon les revendications 7 à 9 caractérisée en ce que le seuil de variation de pression entraînant le déclenchement d'ouverture et fermeture des vannes (20, 21) est de l'ordre de 100 3o millibars (104Pa). 11. Installation selon l'une des revendications 7 à 10 caractérisée en 2864052 12 ce que le système de dérivation d'air est monté , dans la partie verticale (9) de la canalisation de transfert (5) , sur le tronçon amont (9a) de diamètre Do.