Brevet FR3024719A1 — publié le 20160212

Plancher vibrant à atmosphère interne contrôlée, pour produits cohésifs La présente invention est relative à un plancher vibrant destiné à vidanger tous les produits grenus et pulvérulents y compris les produits cohésifs, de toutes sortes de contenants, silos, navires, conteneurs, camions et trémies. Elle assure également que la poussière ne pénètre pas à l'intérieur des modules. Un plancher vibrant est constitué de un ou d'une pluralité de modules vibrants, disposés sur le fond légèrement incliné d'un contenant de matière grenue ou pulvérulente. La fonction du plancher vibrant est de vider le talus résiduel, c'est-à- dire de la matière qui ne s'écoule pas par gravité. Un module vibrant est composé d'un cadre en acier comportant des traverses entre lesquelles est disposé un matériau de remplissage. Des ressorts de compression fixés sur les traverses supportent une tôle assujettie à au moins un moto-vibrateur et à une membrane d'étanchéité périphérique. Lorsque le contenant est chargé de matière, les ressorts supportant la tôle sont comprimés, et la tôle est en appui sur le matériau de remplissage. Au cours de la vidange, les ressorts sont progressivement déprimés jusqu'au nettoyage final, et la tôle se retrouve surélevée et en appui sur les ressorts déprimés. Ce processus créé une dépression à l'intérieur du module, dépression compensée par un volume d'air ou de gaz pénétrant progressivement entre la tôle, le matériau de remplissage et le fond du cadre. L'air ainsi absorbé en fond de silo est chargé de poussière. La poussière remplit progressivement l'espace entre tôle, matériau de remplissage et fond du cadre, jusqu'à empêcher la compression des ressorts et bloquer ainsi le fonctionnement des modules vibrants. Le plancher vibrant devient alors complètement inefficace. L'accumulation de poussière entre la tôle et le matériau de remplissage peut provoquer la rupture de la membrane d'étanchéité, ce qui rend les modules vibrants inutilisables. D'autre part, certains produits très cohésifs, tels que les tourteaux de soja, les matériaux fortement hydrophiles comme la potasse, peuvent prendre en masse dans leurs contenants. La pression exercée par une masse cohésive notamment au voisinage du capot du moto-vibrateur, empêche en général les planchers vibrants actuellement disponibles sur le marché de vidanger ces types de produits. La présente invention concerne un plancher vibrant qui pallie les désavantages des planchers vibrants antérieurs, en assurant notamment que les 35 modules vibrants ne se remplissent que d'air propre au cours des cycles de 3024719 2 chargement et de déchargement en réalisant la mise en relation du volume compris à l'intérieur du module vibrant avec une source d'air propre ou d'un autre gaz, par exemple de l'azote. Elle a également pour but de permettre la vidange de tous types de produits 5 grenus et pulvérulents, y compris des produits fortement cohésifs. A cet effet, le module vibrant considéré comporte un conduit placé à l'intérieur du module, et un conduit extérieur disposé dans un chemin de câble, ces conduits permettant l'acheminement du câble d'alimentation électrique vers le moto-vibrateur. La jonction entre les deux conduits est réalisée à l'intérieur du module 10 vibrant au moyen d'une pièce de liaison comportant au moins un trou. Par ailleurs, le conduit extérieur et le câble électrique débouchent en-dehors du contenant, soit à travers le plancher du contenant, soit à travers une paroi du contenant, et pénètrent dans un boîtier étanche, ou dans l'espace extérieur au contenant. Avantageusement, le boîtier étanche est équipé d'un filtre à air, ou 15 alternativement d'un conduit ouvrant sur l'atmosphère extérieur. Le volume intérieur du module vibrant est ainsi mis en communication avec un volume d'air propre, à travers le trou de la pièce de liaison entre conduits, puis par le conduit extérieur et le boîtier étanche, ou l'espace extérieur au contenant. Selon une autre caractéristique de l'invention, un conduit extérieur dans 20 lequel ne circule pas de câble électrique met en communication le volume intérieur du module avec un boîtier relié à un volume d'air propre, ou avec l'espace extérieur au contenant. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, le boîtier est relié à un volume d'approvisionnement partiel ou entier d'un autre gaz. 25 Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le boîtier est relié à un volume d'air ou à une source d'approvisionnement d'un autre gaz, l'air ou le gaz étant introduits dans le boîtier à une pression supérieure à la pression à l'intérieur des modules. Dans le cas d'un plancher vibrant constitué d'une pluralité de modules, les 30 modules sont disposés en une ou plusieurs rangées le long d'une pente, formant une ou plusieurs travées de modules perpendiculairement à la pente. Des espaces de largeur variable peuvent être ménagés entre les travées de modules, dans lesquels peuvent être installés, par exemple, les chemins de câbles d'alimentation électrique des moto-vibrateurs. Dans une forme de réalisation particulière, les modules sont disposés en un ou plusieurs cercles autour d'une ouverture centrale. Dans ce cas, des espaces 3024719 3 peuvent être ménagés selon des lignes radiales entre les modules. Les modules constituent des surfaces vibrantes, alors que les espaces entre modules constituent des parties fixes, non vibrantes. Lorsqu'un plancher vibrant est destiné à vidanger des produits fluides non- 5 cohésifs, la forme du talus résiduel après la vidange gravitaire est triangulaire, et le plancher vibrant peut initier le nettoyage du talus résiduel dans tous les cas de figure. Lorsque le produit à vidanger est cohésif, dans le cas par exemple de tourteaux de soja, de plaquettes de bois, de potasse, ou de tous autres produits cohésifs, le plancher vibrant seul peut ne pas initier le nettoyage du talus résiduel. 10 Dans les configurations à module unique, à rangée unique ou à cercle unique, un ou plusieurs déflecteurs disposés au voisinage de la ou des ouvertures d'évacuation permet de limiter la pression exercée par le contenu sur le capot du moto-vibrateur, disposé en partie basse du ou des modules. Le nettoyage du talus résiduel peut ainsi s'effectuer. 15 Un problème se pose dans les configurations à plusieurs rangées ou à plusieurs cercles de modules, lorsque le temps vient de nettoyer le second module ou la seconde rangée ou le second cercle de modules. Un produit cohésif peut en effet se mettre en falaise, et le poids appliqué sur le capot du moto-vibrateur être trop important pour permettre la poursuite du nettoyage du talus résiduel. Le processus de 20 vidange s'interrompt, et il faut alors faire appel à des moyens alternatifs, à l'aide d'engins de manutention ou manuellement, ce qui présente des risques élevés pour le personnel d'exploitation. Selon une autre caractéristique de l'invention, deux membrures reposant sur des parties fixes du plancher vibrant supportent une plaque anti pression. 25 Avantageusement, la plaque anti pression se situe au-dessus du capot du moto-vibrateur, l'allégeant de la charge de produit qui autrement appuierait directement sur le capot. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les membrures supportant la plaque anti pression peuvent être munies de formes triangulaires, 30 verticalement et horizontalement, afin de briser les blocs de matière cohésive susceptibles de ralentir le flot de produit sur la tôle mise en vibration. Le profil des membrures peut en outre être de forme quelconque, formé de deux demi droites inclinées, un profil en chaînette dans un plan vertical, ou tout autre profil. D'autres caractéristiques d'un plancher vibrant, établi conformément à 35 l'invention, apparaîtront encore à travers la description qui suit d'exemples de réalisation, donnés à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés 3024719 4 sur lesquels : - La Figure 1 représente en section longitudinale un module vibrant sous charge - La figure 2 représente le même module vibrant déchargé. 5 - La figure 3 est une vue éclatée en perspective d'un module vibrant - le figure 4 est une vue de détail de la figure 3 - La figure 5 représente une vue en perspective d'un plancher vibrant - la figure 6 représente une vue en perspective d'un autre plancher vibrant - la figure 7 est une vue en coupe de l'intervalle entre modules selon la ligne 10 I-I de la figure 6 - La figure 8 est une vue coupe longitudinale selon la ligne II-II de la figure 6 d'un plancher vibrant chargé d'un produit cohésif - la figure 9 est une section longitudinale selon la ligne II-II de la figure 6 d'un plancher vibrant sous charge d'un produit cohésif après nettoyage des modules 15 inférieurs - La figure 10 est une vue en perspective du dispositif anti pression - La figure 11 est une section des membrures aval et amont du dispositif anti pression selon la ligne de la figure 9 - la figure 12 est une autre section des membrures aval et amont selon la ligne 20 de la figure 9 - la figure 13 montre un profil particulier de membrure. - la figure 14 représente en perspective un silo à une seule travée de modules - La figure 15 illustre un mode particulier de support du dispositif anti pression 25 En référence à la figure 1, considérons un module vibrant 1 composé d'un cadre 2, comportant des membrures transversales 3 sur lesquelles sont fixés des ressorts 4, et rempli d'un matériau de remplissage 5 entre les membrures 3. Une tôle 6 assujettie à un raidisseur 7 et à un moto-vibrateur 8, repose sur le cadre 2 par l'intermédiaire des ressorts 4. Une membrane 9 périphérique à la tôle 6 assure la 30 liaison entre la tôle 6 et le cadre 2. La figure 1 représente ce module en position chargée. La figure 2 représente le même module déchargé, et le volume d'air 10 ayant pénétré l'intérieur du module au cours de l'opération de déchargement. La figure 3 montre un module 1 installé dans un contenant 11, par exemple un silo, dont le fond est constitué d'une pente 12. Un conduit interne 13 à 35 l'intérieur du module, et un conduit externe 14 permettent le passage du câble 15 du moto-vibrateur 8, non représenté. La figure 4 montre plus particulièrement que le 3024719 5 conduit interne 13 est fixé à une pièce de liaison 16. Le conduit extérieur 14 est fixé à la même pièce de liaison 16 par l'intermédiaire d'un presse-étoupe 17. La pièce de liaison 16 comporte au moins un trou libre 18, mettant en communication le volume intérieur 10 du module 1 et le volume intérieur du conduit externe 14, lui-même 5 ouvrant sur un volume d'air propre 19, comme indiqué sur la figure 3. Le conduit 14 est surdimensionné relativement au câble 15 afin d'assurer un passage d'air suffisant à l'intérieur du conduit 14. En référence à la figure 3, dans un espace extérieur au contenant 11, par exemple dans un tunnel 20 situé sous le contenant 11, le volume d'air propre 19 est contenu dans un boîtier 21, dans lequel pénètrent le conduit 14 et 10 le câble 15 par l'intermédiaire d'un presse-étoupe 22. Le câble 15 ressort du boîtier 21 par l'intermédiaire d'un presse-étoupe 23, et entre dans un second boîtier 24 de connexion électrique. Dans un autre mode de réalisation également représenté en figure 3, le conduit extérieur 14 est fixé sur un côté du module 1 par l'intermédiaire d'un presse-15 étoupe 25, et est relié de la même façon à un volume d'air propre 19 contenu dans un boîtier 21 sans livrer passage au câble 15. Le boîtier 21 comporte un filtre à air 26 d'un modèle connu, cylindrique, rectangulaire ou autre, ou alternativement un conduit 27 reliant l'intérieur du boîtier 21 à un autre volume d'air propre 19, le plus souvent l'atmosphère extérieur au 20 contenant 11. Alternativement, le conduit 27 peut être relié à une source d'alimentation, partielle ou entière, d'un autre gaz. Plusieurs boîtiers 21 peuvent par ailleurs être reliés entre eux par un conduit 28. La figure 5 illustre un mode de réalisation particulier, dans lequel les gaines 14 et les câbles 15 sont passés à travers une paroi 29. La paroi 29 sépare 25 l'intérieur du contenant 11 d'un volume d'air propre 19, dans ce cas l'atmosphère, les conduits 14 ouvrant directement dans l'espace 19. Les câbles 15 pénètrent ensuite directement dans une armoire électrique 30. On réalise ainsi la mise en communication de l'intérieur des modules vibrants 1 avec un volume d'air propre, d'air filtré ou d'un autre gaz. 30 La figure 6 représente 3 modules vibrants 31, 32 et 33 formant une travée 34 de trois modules 1, voisine d'une travée 35, les travées 34 et 35 étant disposées le long de la pente 12 du silo 11, composé par ailleurs de parois 29. Il va sans dire qu'une travée peut être constituée d'un nombre quelconque de modules vibrants sans que soit modifiée la portée de la présente invention. Un intervalle 36 ménagé entre 35 les travées 34 et 35 et représenté plus particulièrement sur la figure 7, peut abriter un chemin de câbles 37 muni d'un couvercle 38 formé de deux ailes inclinées 39. Le 3024719 6 chemin de câble 37 et son couvercle 38 constituent des parties fixes non vibrantes, à l'intérieur desquelles peuvent circuler des gaines 14 et des câbles 15. La surface composée de modules vibrants 1 et d'intervalles 36 constitue un plancher vibrant 40. La figure 8 indique qu'en bas de la pente 12 se trouve une ouverture 41. 5 Le silo 11 est rempli d'un produit cohésif 42 ne s'écoulant pas par gravité. Une contre-pente 43 disposée au-dessus du capot 44 du moto-vibrateur 8 du module inférieur 31 créé un espace non comprimé 45 au voisinage du moto-vibrateur 8, permettant ainsi au moto-vibrateur 8 du module 31 de déstabiliser le produit 42. La figure 9 représente un cas de chargement possible des modules 32 et 10 33 après nettoyage du module 31, dans le cas où le contenu est un matériau cohésif 42. Sans précaution particulière, le moto-vibrateur 8 du module 32 soumis directement à une très forte pression peut à lui seul ne pas déstabiliser la falaise ainsi formée. Sur la figure 9 sont également montrés les dispositifs anti pression 46 des modules 32 et 33. 15 La figure 10 illustre plus en détail le dispositif anti-pression 46, composé d'une plaque anti pression 47 maintenue au-dessus du capot 44 du moto-vibrateur 8, non représenté, par deux membrures, une membrure aval 48 et une membrure amont 49. La distance minimale entre la plaque anti pression 47 et le dessus du capot 44 est de l'ordre de 5cm, valeur donnée à titre indicatif, sans qu'elle limite d'une 20 quelconque façon la portée de la présente invention. La plaque anti pression 47 empêche que le produit soit en appui direct sur le capot 44 du moto-vibrateur 8. Le moto-vibrateur 8 ainsi libéré de la pression du produit 42 de la figure 9 est mis en mesure d'osciller et de provoquer la déstabilisation du produit 42. La membrure aval 48 est composée d'une barre 50 de section quelconque, 25 mais de préférence circulaire, sur laquelle peut être fixé sur toute sa longueur, ou seulement sur une ou plusieurs sections de longueur, un profil triangulaire 51, l'axe de symétrie du profil 51 se trouvant à la verticale, la pointe dirigée vers le haut. Le profil 51 a pour fonction de briser des blocs de matière pouvant tomber sur le dispositif anti pression 46. 30 La membrure amont 49 est constituée d'une barre 50 et éventuellement du même profil triangulaire vertical 51, auquel peuvent être ajoutées des sections de profil triangulaire 52 disposées axe parallèle à la pente 12, pointe vers le haut de la pente, comme représenté sur la figure 11. Les sections 52 ont pour fonction de briser les blocs de matière susceptibles de descendre le long de la pente, de façon à ce que 35 ces blocs ne fassent pas obstacles à l'écoulement du produit. La plaque anti pression 47 est fixée en partie supérieure et à l'apex des 3024719 7 deux membrures 48 et 49. La plaque anti pression 47 peut être indifféremment positionnée horizontalement comme indiqué sur la figure 11, ou parallèlement à la ligne de la pente 12 comme indiqué sur la figure 12. 5 Comme indiqué sur la figure 10, un déflecteur 53 peut être disposé au- dessus de la plaque anti pression 47 pour réduire la pression sur la plaque anti pression 47 et par conséquent sur le dispositif anti pression 46. Une plaque support 54 est solidarisée à chacune des extrémités de la barre 50, et comporte une partie verticale 55 et une partie rentrante oblique 56. La partie oblique 56 est fixée par 10 vissage ou boulonnage ou par toute autre méthode sur une aile inclinée 39 du couvercle 38 du chemin de câble 37. La partie verticale 55 de la plaque support 54 est fixée par boulonnage ou par toute autre méthode à la même partie verticale 55 du dispositif anti pression contigu. La figure 13 représente des membrures 48 et 49, dont les barres 50 ont un 15 profil en chaînette dans un plan vertical, particulièrement résistant aux charges verticales. La figure 14 représente un plancher vibrant à simple travée. Dans ce cas la plaque support peut être réduite à une plaque verticale 55 fixée sur une paroi 29 du silo 11. 20 Dans le cas d'une configuration à travées multiples, toutes les parties verticales 55 contigües des plaques support 54 sont reliées entre elles par boulonnage ou par toute autre méthode de fixation. Les parties verticales 55 des plaques support de rives sont quant à elles fixées sur des parois 29 du silo 11. Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 15, lorsqu'un 25 intervalle réduit 36 est ménagé entre les travées, la plaque support 54 est réduite à une plaque verticale 55, en appui sur la pente 12 du contenant 11, les plaques 55 contigües étant reliées entre elles par boulonnage ou par toute autre méthode de fixation. Dans ce cas, les plaques 55 comportent une plaque à oeil 57 permettant l'ancrage des plaques 55 dans la pente 12 au moyen d'ancrages 58. 30 Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas aux seuls modes de réalisation plus spécialement décrits et représentés ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. Notamment, il est clair que tout contenant de matière grenue et pulvérulente peut être considéré, silo, navire, wagon de chemin de fer, container, trémie etc..., et que la forme rectangulaire ou ronde du silo de stockage 35 n'est pas exclusive, toute autre configuration pouvant être envisagée, polygonale, en dôme hémisphérique, à un ou plusieurs tunnels, à une ou plusieurs ouvertures etc... 3024719 8 Grâce au système anti pression objet de la présente invention, on réalise ainsi un plancher vibrant capable de déstocker tous les produits cohésifs dans toutes les configurations possibles de planchers vibrants, sans intervention manuelle ou mécanisée, en toute sécurité pour le personnel d'exploitation. Ce nouveau type de 5 plancher vibrant est en outre composé de modules qui ne s'empoussièrent pas au fil du temps, gage de fiabilité et de durabilité pour les exploitants. REVENDICATIONS1 - Plancher vibrant installé dans un contenant (1 1 ), et composé d'au moins un module vibrant (1), chaque module vibrant comportant au moins un moto vibrateur (8) solidaire d'une tôle (6), la tôle se trouvant en appui sur un matériau de remplissage (5) lorsque le plancher vibrant supporte une charge, et sur des ressorts de compression (4) lorsque le plancher vibrant n'est pas chargé, caractérisé en ce que l'augmentation du volume intérieur (10) de chaque module vibrant lors d'un cycle de vidange est compensé au moyen d'un conduit externe (14) par un apport d'air propre (19) extérieur au contenant. 2 - Plancher vibrant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit externe (14) sert de gaine de passage d'un câble (15) d'alimentation électrique d'un moto-vibrateur. 3 - Plancher vibrant selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le volume d'air propre est contenu dans un boîtier (21). 4 - Plancher vibrant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que plusieurs boîtiers (21) sont reliés entre eux par 20 un conduit (28). 5 - Plancher vibrant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque boîtier (21) est alimenté par de l'air sous pression. 6 - Plancher vibrant selon l'une quelconque des revendications 25 1 à 5, caractérisé en ce que l'air est remplacé entièrement ou partiellement par un autre gaz. 7 - Plancher vibrant selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le volume d'air propre est l'atmosphère extérieur au contenant. 30 8 - Plancher vibrant selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le boîtier est équipé d'un filtre à air (26). 9 - Plancher vibrant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un module est muni d'un dispositif anti pression (46) composé 35 d'une plaque anti pression (47) reposant sur 2 membrures (48) et (49), 3024719 10 disposé de telle sorte que la plaque anti pression est positionnée au-dessus du capot (44) du moto-vibrateur. 10 - Plancher vibrant selon la revendication 9, caractérisé en ce que des plaques support (54) solidarisées aux extrémités des membrures 5 reposent sur des espaces fixes (36) de part et d'autre du module. 11 - Plancher vibrant selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce qu'au moins deux plaques support situées du même côté des membrures ne comportent que des parties verticales (55), ancrées sur la pente (12) du contenant au moyen de plaques 10 à oeil (57) fixées sur les parties verticales des plaques support, et d'ancrages (58). 12 - Plancher vibrant selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce que les plaques support comportent une partie verticale et une partie oblique rentrante (56), la partie oblique étant 15 fixée sur une aile (39) du couvercle (38) d'un chemin de câble (37), la partie verticale de la plaque support étant boulonnée à la partie verticale de la plaque support du dispositif anti pression contigu. 13 - Plancher vibrant selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce qu'au moins deux plaques support situées du même côté des membrures comportent une partie verticale fixée sur une paroi (29) du contenant. 14 - Plancher vibrant selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que les barres (50) constituant les membrures sont de préférence de section circulaire, et peuvent comporter des profils triangulaires (51) orientés verticalement la pointe en haut. 15 - Plancher vibrant selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que des sections triangulaires (52) peuvent être fixées sur la membrure amont (49), leur axe parallèle à la pente et la pointe dirigée vers le haut de la pente. 16 - Plancher vibrant selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, caractérisé en ce qu'un déflecteur (53) est solidaire de la plaque anti pression. 17 - Plancher vibrant selon l'une quelconque des revendications 9 à 16, caractérisé en ce que les barres constituant les 35 membrures ont un profil de chaînette dans un plan vertical.